周偉明 尹廣奎

1.2.通遼市廣播電視微波傳輸總站 內(nèi)蒙古 通遼市 028000

1 背 景

隨著安全防護、自動預(yù)警需求的增加，現(xiàn)代傳感技術(shù)的發(fā)展與普及讓紅外成像技術(shù)在廣播電視臺站安全防范系統(tǒng)中發(fā)揮越來越大的作用。

紅外成像是利用紅外熱成像技術(shù)，探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)信號處理等手段，將目標物體的溫度分布范圍圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像，可實時展示在屏幕上。紅外熱成像儀有致冷型和非致冷型兩類，非制冷型因不需要配置制冷裝置、構(gòu)造簡單、價格低廉而在民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

2 紅外成像技術(shù)的應(yīng)用

人眼能夠感受到的可見光波長為0.38～0.78微米，通常，我們將0.78微米長的電磁波稱為紅外線，自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測量目標本身與背景間的紅外線差可以得到不同的熱紅外線形成的紅外圖像。同一熱圖像是該目標的表面溫度分布區(qū)域圖像，它并不是所看到的可見光圖像。紅外線圖像本身用人的肉眼很難發(fā)現(xiàn)，而是經(jīng)過特殊處理后形成的目標表面溫度分布的熱圖像。

自然界所有溫度超過絕對零度（-273.15℃）的物體都會發(fā) 出 紅 外 線，1～3μm、3～5μm、8～14μm三個范圍內(nèi)的紅外線是可觀測的，這三個波段被稱為紅外線的“通氣窗口”。無論是在霧霾天氣還是在煙云密布的夜晚，都可以非常直觀地觀察到目標物體。因此，可以把紅外線技術(shù)用在夜間監(jiān)視和臺站安全防范系統(tǒng)中。

紅外成像儀的具體工作過程是，通過光學成像系統(tǒng)接收被測目標的紅外輻射能量，然后將其作用到紅外探測器的光敏元件上，通過后繼電路和信號處理后獲得紅外熱像圖。其本質(zhì)就是對紅外波段的能量進行成像，然后通過偽著色處理，不同顏色表示不同溫度，從而直觀地看到物體表面的溫度分布情況。而且，紅外熱成像儀不僅能實現(xiàn)非接觸式測溫，且測量精度可控制在±0.2℃。對使用制冷微熱量型焦平面探測器，要想準確地分辨目標，使用紅外熱像儀光學系統(tǒng)的目標圖像需要占到9個像素或者更多。當目標距離大于儀器測量距離時，測量出的目標結(jié)果極其不明顯，導致目標物體的真實溫度無法精準測量，被檢測目標物體必須充滿整個儀器的視場，目標物體的溫度才能被紅外線熱成像儀捕獲并計算出準確的讀數(shù)。與目標的距離不要小于熱像儀光學系統(tǒng)的最小焦距，否則不能聚焦成清晰的圖像。

2.1 在復(fù)雜環(huán)境及夜間條件下目標的監(jiān)控

隨著監(jiān)控場景變得越來越復(fù)雜，對霧霾、雨、雪等惡劣環(huán)境以及夜間的安全監(jiān)控也提出了更高的要求，更低照度、更遠的監(jiān)視距離、更寬的動態(tài)范圍是監(jiān)測不斷發(fā)展的目標。在白天時，可見光器材可以很好的工作，而在夜間，有些設(shè)備很難發(fā)揮正常工作的狀態(tài)。紅外熱成像儀不會主動接收目標自身的紅外熱輻射，可以7×24小時正常工作，由于其不會自然發(fā)光所以不會暴露自己。即使在極端惡劣的環(huán)境條件下，波長在8～14μm范圍內(nèi)的熱成像儀，穿透雨、霧的能力較高，仍可以正常觀測目標。

2.2 監(jiān)測隱蔽目標的識別

紅外熱像儀具有隱蔽式探測功能，因為沒有光的需要，隱蔽目標者不知道他們正在被監(jiān)視，而且可以在濃煙、濃霧、雨水、煙云等惡劣情況下持續(xù)工作，可視距離達數(shù)公里。紅外熱成像裝置是被動接收目標自身的熱輻射，由于人體和車輛的溫度輻射都遠大于草木的溫度及紅外輻射，隱蔽目標因而容易暴露、也不會產(chǎn)生錯誤判斷。

2.3 在線熱成像監(jiān)控系統(tǒng)

在線式紅外熱成像監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是一個實時利用廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在線處理數(shù)據(jù)的監(jiān)測平臺，包括兩部分，前端是在線式紅外熱成像儀器設(shè)備，后端是控制分析、診斷。通過此技術(shù)在電腦端或者是手機端都可以遠程操控前端設(shè)備，實時跟蹤和獲取被監(jiān)測目標當時所處的位置，及時發(fā)現(xiàn)其溫度是否在正常工作范圍而做出對應(yīng)的判斷分析，進而達到預(yù)警、判斷等功能。

3 安全防護技術(shù)方案

3.1 自動巡航入侵報警系統(tǒng)

自動巡航入侵報警系統(tǒng)（Automatic intruder alarm system，AIAS）是當外來事物非法進入或者非法入侵已經(jīng)設(shè)防的臺站時，利用傳感器技術(shù)和電子信息技術(shù)進行實時處理報警信息、查詢處理數(shù)據(jù)，最終報告非法入侵的位置的系統(tǒng)。

入侵報警系統(tǒng)由四個防護部分構(gòu)成，分別是實物目標防護、空間防護、建筑物內(nèi)外區(qū)域空間和周界防護。該系統(tǒng)的前端設(shè)備為入侵感應(yīng)探測器，傳輸形式有無線傳輸和有線傳輸兩種。系統(tǒng)報警控制由系統(tǒng)的終端設(shè)備、顯示器、控制器、設(shè)備通訊等組成，在進行相關(guān)的設(shè)計時，應(yīng)盡可能保證其覆蓋面的全方位監(jiān)測，也應(yīng)該部署不同探測器來滿足不同項目計劃的需要。

3.2 電子圍欄自動預(yù)警系統(tǒng)

電子圍欄自動預(yù)警（Electronic fence automatic warning，EFAW）是目前廣泛應(yīng)用且安全系數(shù)級別最高的防盜預(yù)警系統(tǒng)，它由前端感應(yīng)探測器圍欄和高壓電子脈沖集群組成，高壓電子脈沖集群是產(chǎn)生和接收多路高壓脈沖信號的裝置，當發(fā)生圍欄觸網(wǎng)、中斷、短路等相關(guān)狀態(tài)時，其裝置會產(chǎn)生并發(fā)出報警信號。前端感應(yīng)探測器圍欄是由金屬導線、感應(yīng)裝置和金屬桿來組成周界，它是一種主動防止侵擾的防跨越圍欄，如發(fā)現(xiàn)入侵者迅速做出回應(yīng)并把預(yù)警信息傳回控制室，做到兩方聯(lián)動。通過此方法一方面擊退非法入侵者但是不會威脅其人身安全，另外一方面可以讓值班人員第一時間了解事件發(fā)生具體位置并做出回應(yīng)。實現(xiàn)“阻擋為主、報警為輔”威懾和報警雙重功能一體，安全性好、誤報率低、威懾性強、可靠性高。

3.3 自動巡航視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

自動巡航視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic video surveillance&control system，AVSCS）是利用圖像視頻捕捉感應(yīng)探測技術(shù)、監(jiān)測所設(shè)定區(qū)域并時刻記錄、傳回實時視頻畫面的電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。前端設(shè)備是各種類型的超高清畫面攝像機（或視頻報警器）及配套設(shè)備，以同軸電纜和光纖兩種方式進行傳輸；系統(tǒng)的終端感應(yīng)控制設(shè)備是顯示器、記錄儀、控制器、通信設(shè)備。

3.4 出入口自動控制系統(tǒng)

出入口控制系統(tǒng)（access automatic control system，AACS）是采用現(xiàn)代電子設(shè)備與軟件信息技術(shù)，在出入口對人或物的進、出進行放行、拒絕、記錄和報警等操作的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)同時對出入人員編號、出入時間編號等情況進行登錄與存儲，從而確保區(qū)域的安全，實現(xiàn)智能化管理。出入口控制系統(tǒng)主要由識讀部分、傳輸部分、管理/控制部分和執(zhí)行部分以及相應(yīng)的系統(tǒng)軟件組成。

3.5 防爆安全檢查系統(tǒng)

防爆安全檢查系統(tǒng)（security inspection system for anti-explosion）是指檢查有關(guān)人員、行李、貨物疑似攜帶爆炸危險品、武器或其他違禁品的電子設(shè)備數(shù)據(jù)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)。

3.6 電視監(jiān)控系統(tǒng)

電視監(jiān)控系統(tǒng)以視音頻圖像監(jiān)測為手段，對現(xiàn)場音頻、視頻圖像進行實時監(jiān)測與錄像。電視監(jiān)控系統(tǒng)可以讓保安人員遠程直觀地掌握現(xiàn)場情況，并能夠通過遠程實時傳回的錄像回放進行分析。電視監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)與防盜報警系統(tǒng)高效、互補地結(jié)合為一體，形成一個更為安全高效傳輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)。

4 總結(jié)

紅外線成像技術(shù)結(jié)合廣播電視臺站安全防范，可以很好地對非法入侵特定區(qū)域的人員或者是動物進行警告和驅(qū)趕，而對于常年在高山臺站和人煙稀少的區(qū)域進行值守的值機員來說，不僅能保證值機人員人身安全，而且也降低了定期巡視的頻率，對于人員不宜進入的區(qū)域加裝此設(shè)備也可以提前預(yù)防某些設(shè)備出現(xiàn)故障，減少不必要的財產(chǎn)損失，甚至保證信號安全、穩(wěn)定、不間斷的傳輸，該項技術(shù)的運用有著十分重要的意義。