适合轨道交通行业的周界报警技术的研究

适合轨道交通行业的周界报警技术的研究
随着国内外安防形势的变化，以及反恐法的颁布执行，轨道交通地面上的车辆基地和停车场的安防建设越来越受到重视，本文通过对主流周界报警技术的比较，对于轨道交通周界报警系统的建设提出了可行性建议。

标签：可靠性；误报率；电磁干扰。

1.概述
轨道交通的安全运营是涉及各城市民生的大事，车辆基地和停车场的安全又是轨道交通安全运营的必要条件。

周界报警系统用于车辆段基地和停车场的人身财产安全和生产基地的防盗、防破坏监控管理，通过该系统设备的设置，以实现车辆基地的智能化、多方位、全天候的现代化先进管理；以确保轨道交通车辆基地正常、有序地作业生产，从而保障轨道交通运营的正常进行。

2.周界报警技术分析
2.1主动红外对射探测器
主动红外对射探测器的报警原理：当有人横跨过监控防护区时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。

主动红外对射入侵探测器由主动红外发射机和被动红外接收机组成，常用于室外围墙报警。

发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。

红外对射探头要选择合适的响应时间：太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太长会发生漏报。

2.2主动激光对射探测器
主动激光对射探测器的报警原理与主动红外对射探测器基本相同，所不同的是采用光源为激光。

激光入侵防范系统以不可见调制激光光束（单束或多束）形成警戒线，采用遮挡报警的方式对周界、平面和立体空间进行封闭布防。

主动激光对射探测器的特点：
（1）激光发射机发射出定向强激光束，方向性好、频率单一、相位一致，是其它光源无可比拟的，对恶劣气候环境的适应性显著增强。

在同样气候条件下，激光的传输衰减远小于其他同类探测器，穿透雨雾能力强，探测距离可达数百米至几千米，极大降低了气候环境所产生的误报警。

（2）激光自身抗电磁干扰性强，并对警戒激光束传播通路以外的区域、设备无任何电磁干扰。

（3）由于激光发散角小，光束集中，当用多组激光探测器在直线方向传输或小转折角传输时，均无紅外线探测器所产生的相互串扰，从而消除此时红外线探测器产生的误报警。

2.3微波对射探测器
微波对射探测器工作原理：微波对射工作时，发射器定向地发射微波能量，这些微波束或者直接到达接收器（类似于红外对射），但是更多的是经环境（包括地面、墙面以及其他探测区内物体）反射到达接收器。

当侵入者进入探测区时（产生反射、吸收等作用），接收器接收的能量发生变化（增加或者减少），信号处理器将对其进行分析，并给出预警或者报警信号。

微波对射探测器通常安装在开阔的区域，要求地面平坦，无遮挡物，直线安装。

通常而言，设备的安装位置应高于地平面1.5至3英尺（0.75-1.0米），并且距离内部围栏足够远，从而形成一个保护区。

可以安装在围墙（或栅栏）上，但和红外对射的安装位置略有不同，微波对射一般安装在围墙内侧或者外侧离顶端约0.5米的位置。

由于微波对射形成的立体防护，可以很好地围住墙头，防止翻越围墙或者栅栏。

不同于主动红外对射探测器和主动激光对射探测器只能对一个平面区域进行监控，微波对射探测器可以对一个立体区域进行监控，监控范围更大。

2.4依附式振动电缆/光缆
依附式振动光缆的原理与依附式振动电缆基本相同，当光缆传感器受到外界振动影响时，光缆中传输光的部分特性就会改变，通过配置特殊的感测设备，经过信号采集与分析，就能检测光的特性（即衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间）变化，光的特性变化通过报警控制器的特殊算法和分析处理，区分第三方入侵行为与正常干扰，实现报警及定位功能。

依附式振动光缆具备了依附式振动电缆所不具备的一些优势，可靠性更高。

光缆在传输过程中损耗小，稳定性更高，最大防区距离可以达到500米；振动光缆为无源探测，不导电，可排除外界电磁场的干扰，可有效避免雷击。

2.5埋地式振动电缆/光缆
与依附式振动电缆不同，埋地式振动电缆/光缆埋设在地下，保留了依附式振动电缆各种优势的基础上，增加了许多特有的优势：安全隐蔽，能够适应各种复杂地形不留死角；防破坏能力强；报警更加灵敏。

缺点是误报率高，设备维护相对困难。

地埋式振动光缆的原理与依附式振动光缆完全相同，不同的是埋设在地下，因此具备了依附式振动光缆所不具备的一些优势，可靠性更高，防破坏能力强。

2.6脉冲电子围栏
脉冲电子围栏基本原理就是发出高压脉冲，由脉冲发生器（主机）和前端围栏组成的智能型周界系统。

具有防盗、报警等高安全等级的周界防范功能。

脉冲电子围栏相对于红外、激光、微波等技术的传统周界安防产品，它具有更多的优越性：
（1）在起到阻挡作用的同时，对人体无伤害，能够真正实现阻挡、威慑和报警。

而传统的红外、激光、微波等技术对外来入侵者起不到阻挡作用，而高压电网虽然能起到强力阻挡作用，但由于强大的交流电作用会导致人的伤害甚至死亡，十分危险。

（2）脉冲电子围栏相对于红外对射、振动及感应等系统而言，具有极低的误报率，并且其安装调试方便，可靠性高，在起到报警作用的同时，比红外、激光、微波等技术更具有威慑力。

（3）脉冲电子围栏系统以主机设备为核心，系统结构简洁，安装调试相对简单，维护简单，使用寿命较长。

脉冲电子围栏的最大的缺陷是耗电量大，另外围栏上电压虽然对人不会造成致命的伤害，毕竟还是有影响，因此采用这种技术的周界报警系统应用的场所就受到了限制。

2.7张力式围栏
张力式围栏是防止非法逾越的障碍物和感应、传输（报警）拉压、剪断障碍物信息的机电装置集合体，是安全、可靠和经济而且数字智能化的周界防入侵报警系统。

张力式围栏由报警控制器（主机）和电子围栏两部分组成。

主机探测入侵者，并能发出报警信号；围栏附件包括：拉力探测器、控制杆、受力杆、转向受力杆、支撑杆、钢丝绳、弹簧、警示牌、固定件等。

张力式围栏采用感知钢丝绳上力的变化的探测方式和特殊的信号处理方法，确保环境的变化不会引起张力报警阈值（张力报警门限值）的变化，彻底改变了以往周界报警探测器环境适应性差、易误报的缺点。

张力式电子围栏可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温等恶劣的环境下始终忠于职守，全天候稳定可靠地工作。

3.周界报警技术方案比选
上述不同的报警技术可以分为空间波和实体防护两种，主动红外对射探测器、主动激光对射探测器和微波对射属于空间波形式，利用红外、激光或者微波
形成一个不可见的隐形防护网实现入侵报警，该技术受自然环境影响较大，适用于安全防范程度较低的场所，同时空间波技术不能适应各种地形环境和围墙形式，另外就是威慑力不足。

由于空间波技术安装设备较少，且形成的是隐形防护网，相对比较美观，且投资相对较低。

4.总结
随着反恐法的颁布实施，各行各业对于安防的重视程度提升到了一个新的高度，周界报警技术的可靠性显得尤为重要，虽然张力围栏相对于部分周界报警产品价格偏高，但绝对是轨道交通中周界报警技术的一个最佳选择。

参考文献：
[1]李敏.城市轨道交通中消防报警系统联网技术探析[J].消防界（电子版），2017（5）：13-13.
[2]齐晓华，张勇，魏冠义.传感器在城市轨道交通火灾自动报警系统中的应用研究[J].郑州铁路职业技术学院学报，2017（4）：1-3.。