阮曉東

隨著安防監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和安防市場(chǎng)的成熟，依托物聯(lián)網(wǎng)的智能周界防護(hù)系統(tǒng)成為防范報(bào)警的首要選擇

社會(huì)的不斷發(fā)展和人們安防意識(shí)的提高，使得機(jī)場(chǎng)、港口、政府機(jī)關(guān)、軍工廠、住宅小區(qū)等需要智能周界防護(hù)手段來(lái)適應(yīng)安全保衛(wèi)工作的需要。周界防護(hù)系統(tǒng)作為重要場(chǎng)所安防系統(tǒng)的第一道防線，作用十分重要。

當(dāng)前，周界報(bào)警已從過(guò)去被動(dòng)的報(bào)警探測(cè)，發(fā)展為今天的威懾阻擋加報(bào)警。目前，傳統(tǒng)周界防范手段已難以適應(yīng)安全保衛(wèi)工作的需要，隨著安防監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和安防市場(chǎng)的成熟，依托物聯(lián)網(wǎng)的智能周界防護(hù)系統(tǒng)正在成為越來(lái)越多重要場(chǎng)所防范報(bào)警的首要選擇。

周界防護(hù)：新技術(shù)應(yīng)用的突破口

“周界防護(hù)系統(tǒng)”是指對(duì)一個(gè)圈子（周）的邊界進(jìn)行防范或當(dāng)該邊界被外來(lái)事物侵入后報(bào)警的防范系統(tǒng)及體系?！爸芙纭倍种饕傅氖侨藶閯澐值哪硞€(gè)特定的區(qū)域或界限，比如變電站、電廠、政府機(jī)構(gòu)、工業(yè)重地、工礦企業(yè)、物資倉(cāng)庫(kù)、住宅小區(qū)、別墅區(qū)、學(xué)校、機(jī)場(chǎng)、水廠、水產(chǎn)養(yǎng)殖及畜牧場(chǎng)所、重點(diǎn)文物場(chǎng)所、軍事設(shè)施、監(jiān)獄、看守所等有圍墻及需要圍墻的場(chǎng)所。

周界安防以其獨(dú)特的性能，往往成為監(jiān)視建筑物周邊情況，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的第一道防線。一個(gè)有效的戶外安全系統(tǒng)，可以降低盜竊風(fēng)險(xiǎn)，減少破壞和人員傷害。正因?yàn)閷?duì)其有如此要求，所以一直也是各種新技術(shù)應(yīng)用的突破口。根據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，目前，市場(chǎng)上已有的防護(hù)系統(tǒng)主要由紅外線對(duì)射、微波探測(cè)、振動(dòng)電纜、視頻監(jiān)控、泄露電纜、光纜設(shè)備等多種技術(shù)周界防入侵設(shè)備。以紅外對(duì)射為例，其原理是紅外周界防護(hù)探測(cè)器構(gòu)成探測(cè)報(bào)警器，其主要由發(fā)射器及接收器構(gòu)成，當(dāng)光線被入侵物體遮擋時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。而微波墻式報(bào)警系統(tǒng)則主要由發(fā)射單元和接收單元兩部分組成。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間形成一個(gè)穩(wěn)定的微波場(chǎng)，當(dāng)微波場(chǎng)受到干擾，便會(huì)報(bào)警。震動(dòng)電纜是一種帶有永久預(yù)置電荷的介電材料。一端與報(bào)警控制電路相連，另一端與負(fù)載電阻相連。當(dāng)有入侵者時(shí)，電纜因受到振動(dòng)而產(chǎn)生模擬信號(hào)電壓，即可觸發(fā)報(bào)警。

然而，這些設(shè)備在性能上或多或少存在著不足，發(fā)展一種功能完備、性能穩(wěn)定、高性價(jià)比的智能周界防入侵系統(tǒng)就顯得重要而且必要。要在惡劣條件下使用周界防護(hù)系統(tǒng)，就需要一種新的防護(hù)設(shè)備來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

物聯(lián)網(wǎng)周界防入侵，如何操作

物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)有很多其他系統(tǒng)所不具備的優(yōu)勢(shì)。比如由于采用了周界安防報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)字化和通信協(xié)議一致化，報(bào)警定位精度得到了極大的提高。從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看，報(bào)警定位的精度已由之前的幾十米減少到現(xiàn)在的幾米，極大地提高了防入侵報(bào)警系統(tǒng)的工作效果，同時(shí)也大大降低了誤報(bào)率和惡劣天氣對(duì)其的影響。此外，報(bào)警信號(hào)與視頻信號(hào)的共網(wǎng)傳輸，也能極大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)周界防入侵系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)的綜合管理變成了現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了在電子地圖上觸發(fā)報(bào)警的視頻監(jiān)控畫(huà)面的智能化顯示功能。

那么，物聯(lián)網(wǎng)周界防入侵，是如何做到的呢？

其中一個(gè)重要的“武器”是使用了關(guān)鍵技術(shù)之一的無(wú)線傳感器技術(shù)。目前，物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)可以采用溫度傳感器、濕度傳感器、輻射傳感器、氣壓傳感器、光照傳感器、風(fēng)力傳感器、水壓傳感器、雨量傳感器、地震傳感器、建筑物沉陷傳感器等數(shù)據(jù)采集裝置的綜合利用，結(jié)合ZigBee等無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以在最短時(shí)間內(nèi)將感知到的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)送到主控室并報(bào)警。

此外，物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)還應(yīng)用了智能圖像分析、RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）等多種信息連接技術(shù)，將對(duì)講機(jī)、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭，燈光警報(bào)器、光纖周界等各種傳感手段有效地和局域物聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)。多種傳感器陣列所采集的豐富信號(hào)將可以在周邊區(qū)域形成三維防護(hù)預(yù)警，對(duì)周界入侵事件采集信號(hào)進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)入侵者進(jìn)行實(shí)時(shí)定位跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)入侵報(bào)警，異常監(jiān)測(cè)及聯(lián)網(wǎng)調(diào)度，從而提高聯(lián)網(wǎng)報(bào)警的準(zhǔn)確性。

另外，物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)還有一個(gè)“聰明的大腦”，即數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢(shì)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用平臺(tái)集中調(diào)度和協(xié)調(diào)，所得到的犯罪事件信息可以快速通過(guò)視頻監(jiān)控平臺(tái)、社會(huì)信息交換平臺(tái)傳輸?shù)揭痪€公安民警手中，有利于數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)共享，提高了對(duì)犯罪事件的掌控能力，切實(shí)提升警務(wù)效能。在犯罪案件的偵破中，信息的及時(shí)性非常重要，迅速及時(shí)地收集、傳遞和反饋犯罪信息是偵破案件的先決條件。物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以解放警力，降低一線公安民警的工作強(qiáng)度，提高對(duì)突發(fā)事件的快速響應(yīng)，體現(xiàn)了多元感知、智能研判、聯(lián)動(dòng)處置的特點(diǎn)。

目前，物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)率先在機(jī)場(chǎng)、政府機(jī)關(guān)、軍事要地等重要單位得到了應(yīng)用。比如浦東機(jī)場(chǎng)采用中科院具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代防入侵技術(shù)，浦東機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪數(shù)十公里的圍欄上裝上了一圈如火柴盒般大小的傳感器，當(dāng)有振動(dòng)、聲響，或磁力、微波時(shí)，就能準(zhǔn)確感知來(lái)者為何物，同時(shí)可以通過(guò)幾個(gè)傳感器之間相互的無(wú)線通信，判斷來(lái)者的大小、方向、速度、遠(yuǎn)近等，甚至能自動(dòng)調(diào)用監(jiān)控?cái)z像頭等手段，為塔臺(tái)提供圖像、聲音等直接依據(jù)，確保飛機(jī)航空安全。上海世博會(huì)和大運(yùn)會(huì)重點(diǎn)場(chǎng)館安保工作也采用了這一技術(shù)。

為何機(jī)場(chǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的首演

上海浦東機(jī)場(chǎng)、無(wú)錫機(jī)場(chǎng)、重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)、成都雙流機(jī)場(chǎng)，以及世博園區(qū)、中國(guó)工商銀行數(shù)據(jù)中心、無(wú)錫市民中心、江蘇西涇變電站等重要場(chǎng)所。那么，為何機(jī)場(chǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的首演呢？

機(jī)場(chǎng)是一個(gè)城市的窗口和名片。機(jī)場(chǎng)人流量聚集，機(jī)場(chǎng)監(jiān)控部位通常包括航站樓、跑道、滑行道、停機(jī)坪、飛行區(qū)隔離圍欄的重點(diǎn)區(qū)段、旅客迎送大廳、售票處、值機(jī)柜臺(tái)、安檢區(qū)、行李傳送裝卸區(qū)、旅客候機(jī)隔離區(qū)、停車(chē)場(chǎng)、周界監(jiān)控等位置。據(jù)悉，目前，大部分機(jī)場(chǎng)使用傳統(tǒng)的模擬矩陣監(jiān)控，隨著系統(tǒng)日趨復(fù)雜及遠(yuǎn)程管理需求迫切，模擬系統(tǒng)顯得力不從心。比如模擬矩陣監(jiān)控運(yùn)用最多的技術(shù)是振動(dòng)電纜和振動(dòng)光纜，這種技術(shù)在目前技術(shù)環(huán)境下，一是穩(wěn)定性相對(duì)較弱，遇到雨、雪、風(fēng)等極端天氣和動(dòng)物行動(dòng)等，經(jīng)常產(chǎn)生誤報(bào)。二是無(wú)法準(zhǔn)備定位事件發(fā)生地。航空服務(wù)的特殊屬性，決定了無(wú)論何時(shí)都要將安全擺在首位。機(jī)場(chǎng)周界環(huán)境復(fù)雜、目標(biāo)混雜，還經(jīng)?？赡鼙┞对趷毫託夂颦h(huán)境下，這要求系統(tǒng)的智能性、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性都得達(dá)到很高的要求。而這正是機(jī)場(chǎng)成為物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用的重要原因。

此外，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來(lái)看，目前全國(guó)機(jī)場(chǎng)數(shù)近500個(gè)，其中大型中型機(jī)場(chǎng)約100個(gè)。為了配合我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，2020年前還要新建100個(gè)左右。機(jī)場(chǎng)周界綿延數(shù)十公里，涉及視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警、周界報(bào)警等多技術(shù)的復(fù)合使用。在目前的趨勢(shì)下，已經(jīng)有大量資金進(jìn)入基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)環(huán)節(jié)，其中機(jī)場(chǎng)建設(shè)的總投入資金達(dá)1500億元，在視頻安防系統(tǒng)領(lǐng)域的投入大約有18億元，占整個(gè)機(jī)場(chǎng)安防系統(tǒng)建設(shè)的60%左右。按照每個(gè)機(jī)場(chǎng)建設(shè)10—20公里圍界計(jì)算，市場(chǎng)容量將在50億元以上。在機(jī)場(chǎng)領(lǐng)域，周界是起步最快的子系統(tǒng)，通常，十公里機(jī)場(chǎng)周界的一期投資在700萬(wàn)左右，一些要求比較高的機(jī)場(chǎng)可達(dá)3000-4000萬(wàn)，且平均保持50%-60%的年增長(zhǎng)率。

而機(jī)場(chǎng)作為切入點(diǎn)還有一個(gè)重要的原因，就是物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)在最缺的是示范樣本，要有真正深入人心的作品。機(jī)場(chǎng)的要求高，能夠充分顯示出物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)的功效；其次，機(jī)場(chǎng)在相對(duì)封閉的區(qū)域內(nèi)，更好部署相關(guān)建設(shè)，如果一上來(lái)就做城市級(jí)的系統(tǒng)，業(yè)務(wù)需求比較分散，很難形成合力。所以大家都不約而同地把機(jī)場(chǎng)作為切入點(diǎn)。

展望：未來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)對(duì)機(jī)場(chǎng)周界安防報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為民航大國(guó)且正在向民航強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)場(chǎng)安防中的作用也將會(huì)越來(lái)越明顯，未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步更新和應(yīng)用，航空運(yùn)輸服務(wù)業(yè)將會(huì)更安全、更方便、更快捷，到那時(shí)，普通旅客將會(huì)是最大受益者。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在周界防護(hù)工作領(lǐng)域?qū)⒂惺謴V泛的用途，在政府機(jī)關(guān)、企業(yè)單位、敏感地區(qū)和設(shè)施以及重要民生保障場(chǎng)所，都可以應(yīng)用這種技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，漏警率、虛警率極低，可滿足全天候全天時(shí)的監(jiān)控要求，為周界防入侵帶來(lái)了革命性的技術(shù)創(chuàng)新。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟，防入侵系統(tǒng)將更加優(yōu)化，物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)成本將進(jìn)一步減低、運(yùn)行維護(hù)將更加方便，有望在國(guó)內(nèi)外更多地區(qū)大規(guī)模推廣。

比如目前正在大力發(fā)展中的博物館物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)，由于采用了以安全防范管理系統(tǒng)為中樞，以入侵報(bào)警系統(tǒng)為核心，以視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、鑰匙管理系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、通訊指揮系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、光纖通訊系統(tǒng)等為基礎(chǔ)組成部分，通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將博物館安全防范系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)融合集成，使得系統(tǒng)應(yīng)用更加智能、便捷和安全可靠。

而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的場(chǎng)所的周界安防模式將會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化及多技術(shù)手段相結(jié)合的方向發(fā)展。據(jù)筆者最近統(tǒng)計(jì)，在核設(shè)施安防系統(tǒng)、煙草行業(yè)生產(chǎn)加工、海關(guān)檢查、金融、交通、教育和電信等行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，最近都出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)周界防護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用案例，這些應(yīng)用案例涵蓋了從后勤保障到裝備管理，從人員管理到值勤執(zhí)法現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，從出入境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)到限定區(qū)域?qū)崟r(shí)報(bào)警等。可以說(shuō)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一定能更好的用于社會(huì)安全、公共防御等方面，將我國(guó)周界安防系統(tǒng)提升到一個(gè)新的水平。

浦東機(jī)場(chǎng)周界安防系統(tǒng)是目前國(guó)際上最大規(guī)模的周界安防物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。浦東機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)圍界總長(zhǎng)度約29.9km，本次周界安防系統(tǒng)建設(shè)的范圍為27.1km。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全程共安裝前端節(jié)點(diǎn)設(shè)備7500多個(gè)，其中傾角4500多個(gè)，多節(jié)點(diǎn)3000多個(gè)。視頻分系統(tǒng)規(guī)模：視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括固定攝像機(jī)263臺(tái)和云臺(tái)攝像機(jī)52臺(tái)。浦東機(jī)場(chǎng)周界安防系統(tǒng)以傳感網(wǎng)技術(shù)為核心，采用蜘蛛網(wǎng)仿生學(xué)原理，多傳感手段協(xié)同感知，多方位、多視角地探測(cè)感知與識(shí)別目標(biāo)。地面的震動(dòng)、圍欄的搖晃、圍欄的傾斜、跨越圍欄的行為、天氣的變化等特征都能夠被傳感器陣列所捕獲，經(jīng)過(guò)融合處理產(chǎn)生報(bào)警信息。浦東機(jī)場(chǎng)傳感網(wǎng)周界安防系統(tǒng)有效地將技防與人防、物防融合在一起，形成三位一體的立體式防范。如此全方位防范效果的實(shí)現(xiàn)可以看作是由多元化的前端探測(cè)手段，通過(guò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，以及后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)的支撐三個(gè)部分來(lái)共同完成。

重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)投入運(yùn)行的機(jī)場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)圍界報(bào)警系統(tǒng)是一套綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、集閉路電視監(jiān)控、圖形智能化處理、聲光報(bào)警的安防圍界報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)避免使用單一的檢測(cè)手段，各前端探測(cè)器之間應(yīng)能進(jìn)行充分的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)融合。此外，控制軟件也能過(guò)濾風(fēng)、動(dòng)物等非人員入侵的干擾，有效地平衡誤報(bào)與漏報(bào)。軟件可以進(jìn)行配置，調(diào)整聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，可以與視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音告警系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等第三方系統(tǒng)進(jìn)行有效的結(jié)合，以滿足飛行區(qū)安防圍界報(bào)警的要求。系統(tǒng)還可以根據(jù)運(yùn)行模式、管理體制及實(shí)際應(yīng)用情況的需求進(jìn)行靈活的功能配置和用戶使用權(quán)限優(yōu)先級(jí)控制，提供必要的動(dòng)態(tài)調(diào)度控制機(jī)制。