本文摘要：摘要：對墻體型震動入侵探測技術做了相關介紹，特別針對核電站實物保護系統的應用需求，分析了適用于核電應用場景的墻體型震動入侵探測技術，介紹了系統結構設計和功能驗證。隨著MEMS傳感器的迅速發展，可以預見，該種技術會在核電站有效提升立體防護能力。
摘要：對墻體型震動入侵探測技術做了相關介紹，特別針對核電站實物保護系統的應用需求，分析了適用于核電應用場景的墻體型震動入侵探測技術，介紹了系統結構設計和功能驗證。隨著MEMS傳感器的迅速發展，可以預見，該種技術會在核電站有效提升立體防護能力。
關鍵詞：墻體型震動入侵探測技術;實物保護系統集成平臺;報警聯動;功能驗證
核安全在核能與核技術利用中至關重要，關系到其能否正常發展，關系到環境安全和公眾安全。核電站實物保護系統采用了探測、延遲及響應的技術和措施，可以有效防止入侵者盜取或非法轉移核燃料。若核電站的保護區和要害區的某些廠房邊界無入侵探測設備，不滿足HAD501導則。因此，需要在墻體安裝入侵探測設備，能檢測高度為2.5m范圍內的墻體破壞行為。
1墻體型震動入侵探測技術
1.1工作原理
墻體型震動入侵探測器采用高精度MEMS地震波探頭，可檢測到墻體上由于攀爬、敲擊、撞擊引起的微弱震動，探測靈敏度閾值可以設置。系統用于探測墻體破壞行為，與震動光纖或在圍欄上安裝探測器等探測技術相比，具有微弱信號識別能力強，不受天氣條件影響，易于安裝和調試等特點[1]。
探測器布設在墻體上，距離地面高度1.5m，每一個的有效探測范圍為5m。墻體型震動入侵探測器經探測主機將報警信號傳送給核電站已有的周界入侵探測系統的報警控制器STARII，通過TCP/IP網絡與實物保護系統集成平臺連接，實時與其進行通信，完成系統指令。當入侵發生時，它可以快速實現報警信號與閉路電視監控系統的聯動，顯示相關報警區域的圖像，并記錄現場圖像供保衛人員完成報警復核[2]。
1.2系統構成
系統由4個部分組成，即前端探測部分、聯動控制部分、網絡傳輸部分和監控中心部分(系統集成管理平臺)。
1.2.1前端探測部分
前端探測部分主要由墻體型震動入侵探測器、探測主機、支架附件等組成，通過對墻體上微弱震動信號的采集與融合分析，在控制中心報警處理功能模塊實現三級算法融合，最終輸出報警事件，并通過聯動控制部分完成報警聯動。
1.2.2聯動控制部分
聯動控制部分由控制箱內的視音頻編解碼器、I/O控制器及墻體附近的攝像機等設備組成�，F場報警聯動可通過聯動數據庫預設方案，結合用戶對現場響應和指揮調度的要求，實現個性化聯動定制。
1.2.3網絡傳輸部分
系統中入侵探測設備、攝像機等設備均通過控制箱內設備接入以太網交換機，交換機通過光纖組成主干通信網，并在中心機房完成信號匯聚。
1.2.4監控中心部分
監控中心部分由控制中心服務器、報警平臺軟件組成，通過報警軟件客戶端及視頻管理客戶端，用戶可查看各防區的報警、故障及狀態事件，并設置、復核、手動控制相關的聯動設備，完成報警處置。
2墻體型震動入侵探測技術在核電站的應用
2.1系統設計
2.1.1前端探測部分布設方式
根據現場勘查結果，探測器布設間距為5m，距地高度1.5m，用支架和膨脹螺栓固定在墻體上。探測器之間用485控制線連接，線纜沿墻體水平方向使用鍍鋅鋼管敷設。探測器在遇到支撐立柱或通道門時需要特殊處理，在立柱上單獨布設探測器，或在通道門兩側安裝探測器，從通道門上方走線。探測器分左右兩路接入探測主機，探測主機安裝到控制箱內，每層設一個控制箱，內部安裝有電源、協議轉換器、網絡設備等。
2.1.2聯動控制部分設計
聯動控制部分完成報警事件的聯動控制，主要包括前端聯動設備及與實物保護系統集成平臺的聯動部分。前端聯動設備主要由固定攝像機、視頻解碼器等，在20m～25m范圍內安裝1臺低照度固定攝像機。云臺攝像機只能用于監控和跟蹤，不能用于視頻復核。因此，這里使用的是固定攝像機。當發生入侵報警時，該系統自動調出報警防區、相鄰防區的視頻畫面，由于系統前端探測部分可做到精確定位。
因此，通過攝像機的預置位關聯和聯動，可快速準確地將視頻定位到入侵報警點，使保衛人員能迅速、直觀地掌握現場的情況。報警處理完畢后，攝像機可自動恢復到守望位。在這里保衛人員進行視頻復核的作用是判定每一個入侵探測器報警的原因，確定其是否是入侵或誤報警或噪擾報警，若是入侵則向相關響應力量提供一個入侵發生的具體信息，如入侵人員數量、發生入侵的位置、武裝情況等，并終止探測時間。
2.1.3網絡傳輸部分設計
每層安裝一個低壓控制箱，控制箱內安裝光端機(1光口2電口100M帶寬)，通過光纖網絡連接到保衛控制中心實物保護機房。前端震動信號通過光纖網絡傳輸到機房服務器，服務器通過光纖網絡下發控制命令到前端設備實現報警聯動。網絡傳輸部分的質量也很關鍵，因為前端很多入侵探測器的報警信號，需要依靠網絡來傳輸。一旦發生報警，與實物保護系統集成平臺的聯動后顯示在保衛控制中心大屏幕上的最短時間決定了視頻復核的質量。該時間越短越好，一般在1s～2s是可以接受的。
2.1.4監控中心部分設計
監控中心部分由應用服務器和應用軟件構成，實現了各部分之間的聯動，一旦發生入侵事件，可以聯動查看報警發生地點、歷史視頻與實時視頻等信息，并將電子地圖或視頻信息顯示在保衛控制中心的大屏上，保衛人員視情況啟動應急預案，以便實現警情的分析判斷和及時處置。
2.2功能驗證
2.2.1探測器性能特征
實物保護系統的前端探測器的性能特征指標有探測概率、噪擾報警率和誤報警率。其中，探測概率指在一個被入侵探測器覆蓋的區域內探測到一個入侵者的可能性。探測概率等于感應概率乘以復核概率;噪擾報警率指與入侵企圖無關的可預期的警報發生率;誤報警率指不是由于入侵企圖造成的，并且也不能歸結為已知原因的警報發生率。
2.2.2驗證方式
在驗證系統功能時，在距離任意一個探測器2.5m范圍，用鐵質工具如鐵錘等連續敲擊墻體，驗證系統是否產生入侵報警并聯動現場固定攝像機;同時，監控中心報警軟件接收到報警信息，包括防區編號、探測器編號、報警產生時間等內容[3]，在實物保護系統集成平臺自動彈出報警區域的視頻畫面，保衛人員據此對報警進行視頻復核、標記及確認處理。系統記錄歷史報警，可查詢并導出歷史報警記錄。
2.2.3驗證結果
系統調試后，新增墻體型震動入侵探測系統在實物保護集成平臺顯示的電子地圖�？梢钥吹剑潭〝z像機和墻體型震動入侵探測器的結合，使得保護區和要害區之間的三層墻體都被有效防護。新增該系統后，調取相關區域的攝像機監控圖像。用鐵錘敲擊墻體用來模擬破壞或入侵行為，系統探測概率為100%，誤報警率為0，報警響應時間小于2s，在實物保護集成平臺的報警視頻彈出時間小于2s，并可記錄報警發生前后各15s的視頻。
3結語
墻體型震動入侵探測技術在核電站最先應用于立體圍欄，針對核電站保護區和要害區之間的墻體需要被識別敲擊、撞擊引起的微弱震動，增加了該種技術作為探測，能有效提升核電站的立體防護能力。該系統在保護區和要害區之間的墻體上安裝，至今無誤報，且探測概率達到相關要求，應用效果良好，相信在核電站會得到越來越廣泛的應用。
參考文獻：
高寧.智能入侵探測技術在某指揮部周界安防中的應用[J].機電信息,2018(24):87.
陳春華.雷達探測技術在核電站實物保護系統中的應用[J].中國高新技術企業,2015(28):60.
張敏.國產化實物保護集成平臺研究[J].電腦知識與技術,2016(19):70.
機電工程師論文投稿刊物：光機電信息主要報道國外高技術領域的最新進展、新成果、新發明、新技術、和國內的研究單位,科研成果。主要欄目：專題報道、研究生論壇、科技簡訊、市場縱橫、名企名品。
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