智能光纤周界安全防范系统(振动光缆)解决方案

智能光纤周界安全

防范系统

目录

一、工程概况 (3)

1.1客户需求 (3)

1.2方案设计分析 (3)

1.3设计依据及规范 (3)

1.4设计原则 (4)

二、技术介绍 (5)

2.1其他周界防范方案对比 (5)

2.2智能光纤周界安全防范系统介绍 (6)

三、方案设计 (9)

3.1应用场所周界概况 (9)

3.2系统原理图 (9)

3.3视频监控联动 (10)

3.4主要设备介绍： (10)

3.5铺设说明 (13)

四、服务承诺 (21)

一、工程概况

1.1 客户需求

根据客户描述，需要为某周界的外围网围墙（挂网）或隔离带（地埋）上提供一套周界报警系统，该系统要求可以24小时不间断防范外界非法入侵，提供一个安全、和谐的环境。客户要求一旦有非法分子试图翻墙进入，铺设在介质上的探测单元能够立即感应到入侵信号，并及时将入侵信号传输到机房的报警主机，经过报警主机的分析处理转为报警信号，同时系统能够联动声光报警器对入侵、越狱人员起到震慑制止作用。报警主机可以输出开关量信号给用户的硬盘录像机，实现现场视频联动。

1.2 方案设计分析

本周界需要防护的周界的外围栏总周长约1000米，由于本方案采用深得众多客户青睐的光缆作为传感探测单元，光缆因其独特的线性结构可以不受周界轮廓的限制，在有很多转角，有落差、有弧度的周界中使用时光缆可以随周界的形状布设，不会有任何的死角。震动光缆探测周界报警系统不需铺设电源线、信号线，而且光缆的使用寿命长，因而能够满足客户低投入、低耗能，高防范的要求。

智能光纤周界安防系统技术先进而成熟，该系统具有不受电磁及无线电干扰的特性，有极高的探测灵敏度和非常低的误报率，并具有能在恶劣环境下稳定工作、使用寿命长、易于安装维护、故障率低等优势。

1.3 设计依据及规范

本系统方案设计以周界安防的切实要求为参考依据，同时遵循下列标准规范：

中华人民共和国安全防范行业标准（GA/T74-94）

中华人民共和国公共安全行业标准（GA/T70-99）

工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB 50198-94）

《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92）

《安全防范工程程序与要求》（GA／T75－94）

《安全防范系统通用图形符号》（GA／T74－94）

《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2000）

《智能建筑工程质量验收规范》(GB 50339-2003)

《智能建筑弱电工程设计施工图集》（97X700）

《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

《安全防范工程程序与要求》（GT／T75-94）

《电气装置防护箱体标准》（IEC529）

《电磁兼容性标准》（IEC801）

产品制造商的设计、制造及施工安装规范

1.4 设计原则

根据周界防盗系统的实际要求，以及参照《中国建筑电气设计规范》、《中华人民共和国安全行业标准》、《安全防范工程程序与要求》、《业祥光缆震动探测报警系统》等有关规定，设计了本套周界防盗系统方案。我们的设计原则是“技术先进、质量可靠、布局合理、经济实用”。根据用户要求，周界防盗系统器材配置我们主要遵循以下原则，以达到最佳的效果和最优的性能价格比。

1、技术和设备的先进性

本方案要求设计严密，布局合理，能与其他老产品接轨，而且所选择的设备应与此相适应，系统实施后二十年内，亦能保持其设备功能完善、齐全，以保证整个系统的先进性。

2、系统的可靠性和一致性

设备的可靠性，取决于设备的质量水平。本系统的设备，采用国际先进水平

生产的标准设备，主要设备尽量选用同一品牌产品，以保证系统的可靠性和一致性。

3、系统的扩展性

整个系统应具有扩展功能。随着技术的进步、经济的发展和管理要求的提高，原来建立的系统，从容量和功能上经过若干年后，往往都不能满足发展的需要，扩展系统规模几乎是必须的。因此，本方案在设计中充分考虑了系统的余量以及可扩展性。

4、操作简便且易于掌握

本系统的设计，为操作人员与设备之间提供了友好的界面，使操作者无论对系统的设置还是日常的管理，通过键盘鼠标进行简单的操作即可完成。即使对没有接触过此类设备的操作者，只需稍加培

训，即能熟练掌握操作。

二、技术介绍

2.1 其他周界防范方案对比

多年来，传统的周界安防解决方案(红外对射方案、视频监控方案、微波对射方案、泄漏电缆方案、振动电缆方案、电子围栏、电网等)为社会平安保障做出了应有贡献，但受一些客观技术条件等因素所限，还存在着一些共性或个性不足，具体如下：

红外等传统方案，防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易跨越或规避；同时易受地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等环境限制，而且它们不适合恶劣气候，容易受高温、低温、强光、灰尘、雨、雪、雾、霜等自然气候的影响，误报率高；

泄露电缆和振动电缆报警属于电缆传感，传感部分都是有源的，系统功耗很大；电子围栏、电网等方案又有一定危害性。上述方案可监测的距离较短，单位距离成本高，在需要进行长距离监测的情况下，系统造价高昂。且传感器单元的寿命较短，长时间连续使用，维护成本较高；

干扰机会增多(电磁干扰、信号干扰、串扰等)，灵敏性下降，误报率、漏报率上升等；

对于大范围监控，以上传统方案本身没有定位功能，遇上侵入行为，无法定位。这意味着无法及时、准确地确定危险地点，无法及时采取制止措施阻止侵入行为导致核心区域失密、被破坏。

综上可见，基于电传感技术的传统周界安防解决方案受自身技术条件限制存在诸多功能缺陷，而新时期的周界安防系统要能够对各种入侵事件及时识别响应，且须具有长距离监控、高精度定位功能、低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等特性。

2.2智能光纤周界安全防范系统介绍

智能光纤周界安全防范系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系，是基于光纤传感技术应用于周界监控防护的新系统。通过对直接触及光纤(缆)或通过承载物，如覆土、铁丝网、围栏、管道等，传递给光纤(缆)的各种扰动，进行持续和实时的监控。采集扰动数据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，从而达到对侵入设防区域周界的威胁行为进行预警监测的目的。智能光纤周界安全方法系统具有如下优点：

?系统前端无需供电。

系统采用无源传感器，系统前端无需供电，适用于易燃易爆及不便铺设供电线路的场所及强电磁干扰环境的变电厂周界。

?减少施工及维护成本。

因防区前端不用铺设电源信号线路，减少施工成本，同时也避免了线路老化造成的系统故障，减少维护成本。

?探测率100%。

使用光缆作为传感单元，并利用计算机对数据进行采集和识别并实现长距离、大范围防区的探测，探测率为100%。

?避免雷击。

前端传感器使用的是振动传感光缆，不受电磁干扰，也无电磁辐射，有效的避免了雷击对系统的损坏及对其它系统的影响。

?误报率实现有效控制。

该系统的误报率通过强大的后台软件进行控制，该系统区别于前端一般开关量信号只是能做报警或不报警的简单判别，其处理采集到的入侵信号均在控制室完成，对入侵信号与系统自带的信号数据库进行比对，来分析判断是否是真实入侵信号，在解决产品误报问题上有质的突破，可有效屏蔽掉鸟落、树枝摇动等干扰信号。

?减低入侵破坏。

因主要系统全部集中在控制室内，避免入侵破坏对主要系统的损坏，从而大大降低系统损坏维修费用，同时也增加了系统的使用寿命。

?支持多个防区同时报警。

此系统每一个防区独立分析信号独立运行，当有人同时从不同防区入侵时，被入侵防区可同时报警互不影响。（每个防可根据单个防区所属环境的不同，单独设置防区参数。）

?前端系统材质选择优异。

防区分割包作为前端系统其外壳采用工程塑料制造，具有防水、防腐、耐压、耐冲击的特点。（结合铺设环境特点，改变设备颜色等外观，进行个性化设计）

?适用于大风雨、低温等恶劣环境。

因系统使用光缆作为传感介质，同时配以强大的后台软件对周围环境进

行参数设置，使系统具有对外界环境变化的自适用能力

?单防区灵敏度调节

该系统中的每个防区的灵敏度等报警参数可以单独进行调节，互不影响，以适应不同周界环境，如天气变化、植物的生长、动物的活动、附近公路的车辆等。

具有较好的报警数据存储功能

将报警软件安装在计算机上并在计算机上安装好数据采集卡，可实现对大量报警数据的有效存储。（数据能够有效存储，并对报警信息进行保

密级别的设置）报警设备联动方便快捷，此系统在控制室实现联动报警功能，可即时对报警信息进行处理并启动联动设备。

三、方案设计

3.1应用场所周界概况

外围周界为1.8米高的铁艺围栏，围栏周长大约为1000米，在围栏上和围栏内划分的警戒区域地埋铺设智能光纤周界防范系统为内部打造一套立体化的预警系统。

3.2系统原理图

此方案系统主要由四防区控制报警一体机1台，防区无源头端盒4台，防区无源终端盒4台，防区无源探测器约6000米，引导光缆约800米，32路联动输出设备1台共同组件完成。

根据立体布防的设计要求，在围栏上，根据根据实际地形按照特点分别设置

4个防区每个防区约覆盖300~400米。每个防区可以通过系统与现有的监控系统，灯光照明系统以及警鸣系统进行相关报警联动。

3.3视频监控联动

运用联动模块与监控系统联动。在报警的同时，监控系统自动弹出遇警区域画面，了解警情。并联动现场的声光电系统产生威慑力。做到全方位的立体联动报警。

3.4主要设备介绍：

3.4.1 IFP光纤入侵报警主机

IFP光纤入侵报警主机是一个高性能的控制系统，是IFP光纤入侵报警系统的数据处理中心，运用智能分析技术对信号进行分析、计算、比较、判断，从而找出信号的特征值并进行处理。

可以联接2个光纤传感器，也可以连接级联扩展机以扩大安防系统的防区规模，防区的最大数量可达１２８个。IFP光纤入侵报警主机预装了系统管理软件，接上显示器和键盘后，即可对已部署的防区进行集中管理。

3.4.2引导传输光缆

引导传输光缆，作为前端光纤传感器与后端IFP光纤入侵报警主机连接和信号回传连接介质，可提供机房到前端被监控现场长达20km的连接和回传通道。

3.4.3头端模块HB（Headend Box）/终端模块（Terminal Box）：

头端模块：光信息处理装置，标记防区的起始位置。

终端模块：光信息处理装置，标记防区的结束位置。

3.4.4光纤传感器SF（Sensor Fiber）

光纤传感器，使用无源分布式专用光缆做成。可以敷设在铁艺铁网或埋入各种土质内。它能够将防区内的微小机械振动（即侵入者带来的微小振动）传递到IFP光纤入侵报警主机进行信号收集和分析处理。由于其无源的特性，可广泛应

用各类易燃易爆场所，大范围不规则的周界。

3.5铺设说明

3.5.1 铁丝网围栏

振动传感光缆铺设于铁丝网围栏上时，可根据安全威胁程度选择以下方式：（1）直线型：如图（3-1）

这种铺设方式可探测到攀爬、翻越的入侵方式。由于采用直线方式铺设，所需振动传感光缆较少，适用于警戒级别较低的场所。振动传感光缆应铺设在铁网高度3/4处，每隔40厘米用防紫外线扎带将振动传感光缆与铁网网格紧密固定。如图（3-2）

图3-1

图3-2

（2）平行线型:如图（3-3）

这种铺设方式可探测到攀爬、翻越、剪网、梯子辅助翻越等入侵方式。通过采用水平铺设多道振动传感光缆的方式，可增大围栏的感应面积，从而有效地探测到较弱的入侵信号，如图（3-3）。该方式适用于警戒级别较高的场所。振动传感光缆沿围栏顶部铺设，到达防区末端时绕过来按相反方向铺设。可按需求来回铺设几道，振动传感光缆铺设的间隔可按照铁网高度平均分布。

图3-3

（3）对于加固部分的处理：如图（3-4）

振动传感光缆的灵敏度在整个防区范围具有一致性，但介质的松紧度是会有变化的，所以在铺设振动传感光缆时要考虑这一因素的影响，在较紧的介质上铺设的振动传感光缆感应面积要比在较松的介质上铺设的振动传感光缆的感应面积大，例如在铁网的立柱部分、防区末端部分铺设振动传感光缆时，可按图示方式进行铺设，如图（3-4），其中图（B）的铺设方式比图(A)的方式灵敏度要高。是否需要使用这种方式来增加固定柱部分的灵敏度，应通过现场测试人翻越固定柱的报警情况来确定。

图3-4

采集器可固定于铁网支柱或铁网上，距离地面约1.5 米处。为避免采集器安装松动引起误报，应选择结实牢固的支柱或紧拉的铁网作为安装点。安装时可选用紧固夹具进行固定，也可采用绑扎线固定，但无论采取何种方式，务必使采集器牢固地安装在介质上。

（4）呈“S”型铺设：

振动传感光缆通常也采用S型布缆铺设方式,这样布设方式增加了单位面积的缆线长度，能够有效地探测到微小的入侵报警信号。布缆时振动传感光缆弯曲不可成直角，施工时不强拉振动传感光缆。

3.5.2铁艺围栏

振动传感光缆铺设方式：在铁艺上铺设振动传感光缆时,由于铁艺质地较硬，应增加振动传感光缆的数量以保证可靠地感应到入侵信号。通过分析入侵者翻越围栏的动作特征，建议沿铁艺最顶端和最底端的水平铁栏杆各铺设一道振动传感

光缆，如图（3-5）。

图3-5

在铁艺围栏中，有的采用砖体支柱连接，如果支柱的面积不大，铺设振动传感光缆时可直接越过柱子，如图（3-5）。但有些支柱的横截面比较大，入侵者容易利用这个区域进入，所以对这样的区域需加以防护。例如可在支柱顶部安装铁扣网，再将振动传感光缆铺设到该铁网上。如图（3-6）。

图3-6

如需提高警戒级别，可在铁艺围栏的中间部分增设一道或多道振动传感光缆，如图（3-7）。

图1-7

采集器可固定于铁艺支柱上距离地面约1.5米处，用固定夹板或绑扎带将其固定在介质上。如果两个铁艺之间是较宽的砌砖柱子，则采集器可固定在柱子上，用膨胀螺栓加以固定。

S型布设：

3.5.3环状铁网：如图（3-8）

振动传感光缆铺设方式：由于环状铁网一般都是固定在围墙顶部，而且结构比较松散，可能会对系统带来误报，因此在铺设振动传感光缆时应注意将振动传感光缆固定在围墙外侧靠近环状铁网底部的地方，如有需要可在围墙两侧各铺设一道振动传感光缆。如图（3-8）

图3-8

采集器应安装在围墙内侧离地1.5米的高度，用膨胀螺栓固定在墙上。

3.5.4 围墙

光缆铺设方式：针对围墙的入侵方式常见的有凿墙和翻越，以下提供两种解决方案：

（1）防范凿墙：振动传感光缆可以采集到入侵者凿墙时产生的微小振动，施工人员可采用平行线型方式在墙面上铺设振动传感光缆，每根缆的探测范围为±1米。为了保证振动传感光缆能感应到凿墙时产生的振动，必须保证墙面结实，砖快不能有松动，并且振动传感光缆应敷设在墙体内或紧密地附着在围墙表面。可使用线卡子每隔50厘米进行固定，如下图：

（2）防范翻越围墙：如果入侵者采用翻越的方式进入，则此过程中产生的振动极其微弱，振动传感光缆感应到的信号不足以作为判断入侵的依据，所以防范这种入侵方式时，必须在墙顶部安装水平扣网，以增加振动的强度和感应面积。扣网一般采用直径为5mm的铁丝构成孔径为5cm ×5cm的铁网。在扣网上固定振动传感光缆时应注意将振动传感光缆固定在围墙外侧扣网的顶部。在需要提高警戒级别时可在扣网顶部靠围墙内侧的位置增加一道振动传感光缆，如下图：

采集器应安装在围墙内侧离地1.5米处，用膨胀螺栓固定在墙上。

3.5.5埋地安装

振动传感光缆埋地安装指导

振动传感光缆埋地安装用于开阔的周界。在这种安装方式中，振动传感光缆埋在地面下（如砾石、草地等），通过该周界的入侵者会对地面产生一定的压力，振动传感光缆可探测到这个压力，通过采集设备进行报警判断，对符合报警条件的情况，采集器输出一个报警信号。

埋地时针对不同介质的解决方案

振动传感光缆的安装：

本设备可采集埋设在草坪、沙土地、砾石等周界地表介质下的振动传感光缆的信号。铺设振动传感光缆时可沿周界平行铺设多道振动传感光缆，由于不同地表介质的质地各不相同，所以振动传感光缆的铺设间隔不同。下面分别介绍在不同地表介质下铺设振动传感光缆的方法。

（1）草坪、草地

振动传感光缆应埋设在草坪下，周界探测区域宽度应不小于1.2米，如须提高警戒级别，可增加周界探测的宽度。草坪下面的土地应是土质较为硬而紧密的泥土，如果是水分较多，软而松散的土质会吸收振动，造成探测性能下降。在土层的表面沿周界长度方向迂回平行铺设多道振动传感光缆，振动传感光缆间隔距离≤30cm，即1.2米宽的区域应平行铺设4道振动传感光缆，如图:

振动传感光缆应平直、紧密地附着在土层表面，可采用Φ5的钢丝折弯成所示的线卡子，每隔50cm用线卡子将振动传感光缆紧压在土层上，但应注意避免因压力过大造成振动传感光缆变形。固定好振动传感光缆后，将草坪平铺在上面,如右图。

（2）沙土地（松散干燥的泥土地）

在沙土地下埋设振动传感光缆

时，也采用平行铺设多道振动传感光缆

的方式，由于沙土比较松软，当入侵者

进入该区域时，透过沙土层对振动传感

光缆施加压力，振动传感光缆可探测到

微小的挤压变形并产生信号，所以在沙土地埋设振动传感光缆时，应减小平行振动传感光缆的间距，而且埋设不可过深。通常间隔为20至25cm，埋设深度为5至12cm，在进行施工时，首先在需要铺设振动传感光缆的区域挖出一道宽1.2m，深15cm的凹槽，在凹槽的底部平铺一层厚度为3cm的粗沙，再将振动传感光缆平行铺设于粗沙表面，每隔50cm用钢丝线卡子固定。振动传感光缆铺设完成后，在其上面覆盖一层厚度为10cm的粗沙，最后在其表面均匀地覆盖一层1到1cm 的地表介质（细沙或松散干燥的泥土）,如下图。