现代电缆周界探测报警技术纵览

    周界防范系统主要对防范场所非出入通道的周边区域进行监视和管理，目的在于防止非法入侵。周界的范围一般比较大，不同的防范场所其周界条件和环境也不同，单靠人防很难实行全面而有效的管理，还要加上技防措施。周界防范系统可对防范场所周界区域实施24小时实时监控，并进行计算机化管理，使管理人员能及时准确地了解小区周边环境的实际情况，遇有非法入侵能自动报警，自动记录警情及自动转发报警信息；配以视频监控能实时而直观地观察和记录布控现场的实际情况，为警情核实及警后处理提供切实可靠的资料。

    随着现代高新技术的进步，以及人们防范意识的提高，各种安全技术防范措施应运而生。其中，周界安全防范现在越来越引起人们的重视，周界防范产品越来越丰富。而各种电缆式周界防范技术系统近年来发展迅速，有着广阔的应用前景。

    泄露电缆式周界探测报警系统

    泄露同轴电缆最开始是应用于地下铁道、铁路、公路隧道等特殊场合的移动无线电通信系统中，近年来已扩大应用到周界防范场合。

    泄露电缆是一种具有特殊结构的同轴电缆，与普通的同轴电缆不同的是，泄露电缆在其外导体上沿长度方向周期性地开有一定形状的槽孔，所以又称为开槽电缆。电缆内部传输的一部分高频电磁能可以由这些槽孔以电磁波的形式向外部辐射，同时又可以通过槽孔接收外部的电磁波，加上同轴电缆原有的传输性能，可以说，泄露同轴电缆兼有传输线和收/发天线的功能。

    利用泄露同轴电缆作为传感器组成的周界探测报警系统由两根平行埋在周界地下的泄露电缆和发射机、接收机组成。一根泄露电缆与发射机相连，向外发射能量。另一根泄露电缆与接收机相连，用来接收能量。发射机发射的高频电磁能经发射电缆向外发射，一部分能量耦合到接收电缆，收发电缆之间的空间形成一个椭圆形的电磁场的探测区。

    两根电缆之间的电磁耦合对扰动非常敏感。当有人进入此探测区时，会干扰这个耦合场，使接收电缆收到的电磁波能量发生变化。通过信号处理电路提取此变化量、变化率和持续时间等，就可通过电子电路触发报警。在国外生产的这类报警器中，是将接收电缆收到的信号数字化，在无探测目标时，可得到一个方形曲线存储在存储器中，当有入侵者进入探测区时，又多了一部分由入侵者反射到接收电缆的反射波，从而产生干扰的曲线。通过与原存储曲线比较后，即可探测到入侵者的闯入行动。另外也可以对接收泄露电缆接收到的返回脉冲信号进行检测，通过对发射与接收脉冲信号的持续时间、周期和振幅进行严格的对比，就可立即探测出电磁场内的细微变化，甚至能准确地指出入侵者的位置。如可以在显示器上显示出周界的轮廓图，并利用其上的闪动光标来指示入侵者的入侵位置。

    泄露电缆探测系统是一种隐蔽式的周界入侵探测传感系统。泄露电缆一般埋于地下或装入墙内，因此不影响现场的外观而且又属于无形探测场，入侵者无法察觉探测系统的存在，所以就无法避开或破坏系统。电缆可环绕任意形状的警戒区域周界，也不受地形、地面不平坦等因素的限制。其探测灵敏度不受环境温度、湿度、风雨烟尘等恶劣气候环境的影响。可全天候全天时可靠地工作，可为核电站、炼油厂、油库、卫星发射场、军事基地、机场、监狱等许多领域提供安全保障。

    驻极体振动电缆报警系统

    驻极体是一种经过特殊充电处理后带有永久预置电荷的介电材料，利用驻极体材料可以制作驻极体话筒。驻极体电缆又称张力敏感电缆或麦克风式电缆，其基本结构和普通的同轴很相似，只不过它是一种经过特殊加工处理过的同轴电缆。在制作同轴电缆时，对填充在其内、外导体之间的电介质进行了静电偏压，使之带有永久性的预置静电荷。

    当驻极体电缆受到机械振动或因受压而变形时，在电缆的内外导体之间就会产生一个变化的电压信号，此电压信号的大小和频率与受到的机械振动力成正比。与外电路相连就可以检测出这一变化的信号电压，并可检测到较宽频域范围内的信号。由于驻极体电缆传感器的工作原理和驻极体麦克风相类似，故又称为麦克风电缆。

    使用时，通常将驻极体电缆用塑料带固定在栅栏或钢丝网面上，其一端与报警控制电路相连，另一端与负载电阻相连。当有入侵者翻越栅、网或切割栅、网时，电缆因受到振动而产生模拟信号电压，即可触发报警。

    此外，由于驻极体电缆实际上就是一种精心设计的特制麦克风，因此利用它可以把入侵者破坏或翻越栅网、触动振动电缆时的声响以及邻近的声音传送到中心控制室进行监听，用来判断是否有人入侵。

    电磁感应式振动电缆报警系统

    电磁感应式振动电缆的基本结构剖面图(如右图)所示。在聚乙烯护套内，其上、下两部分空间有两块近于半弧形充有永久磁性的韧性磁性材料。它们被中间的两根固定绝缘导线支撑着分离开来。两边的空隙，正好是两磁性材料建立起来的永久磁场，空隙中的活动导线是裸体导线。当此电缆受到外力的作用而产生振动时，导线就会在空隙中移动而切割磁力线，因电磁感应在导线中便会产生出一种电信号。此信号由处理器(又称接口盒)进行选频、放大，然后将300～3000Hz的音频信号通过传输电缆送给控制器。当此信号超过预定的阈值时，便立刻触发报警电路报警。并可通过音频系统监听电缆受到振动时的声响。

    控制器可制成多个区域，多区域分段控制可以使目标范围缩小，报警时便于查找。例如一个四方形的院子一般不用一根电缆把它围起来，因为有人爬墙时不好判断是哪个部位。可采用多段传感电缆来敷设，分多个控制区域来控制。
电磁感应式振动电缆安装简便，可安装在原有的防护栅网、围墙、房顶等处，不需要费事费力地挖地槽。因电缆易弯曲，布线方便灵活，特别适宜在地形复杂的周界布防。振动电缆传感器为无源的长线分布式，很适合在易燃易爆物品仓库、油库、武器弹药库等不宜接入电源的场所安装。振动电缆传感器对气候、气温环境的适应性能强，可在室外各种恶劣的自然环境和高低温的环境中正常地进行全天候的防范工作。目前，美国C&K时机防盗系统有限公司研制的以振动电缆为传感器的周界保安系统已在世界许多国家获得广泛应用。

光纤传感器周界报警系统

    随着光纤技术的不断发展，传输损耗不断降低，传输距离不断加大，价格下降，加上在技术性能上又有独到的优点，光纤报警器在安全防范工作中也越来越多的得到应用。

    利用光纤作传感器的周界报警系统原理很简单，其基本组成有红外光发射器、光导纤维、红外光接收器。红外发射器内的发光二极管发射脉冲调制的红外光，此红外光沿光纤向前传播，最后到达光接收器，并把经光电检测后的信号送往报警控制器，从而构成一个闭合的光环系统。

    根据防范的不同场合和要求，光纤可以构成各种形状，环置于需要防范的周界处的适当位置，当入侵者侵入时，会破坏光纤，使其断裂，这时就会因光信号的中断而触发报警。

    由于光纤极细，细如发丝，所以可以很方便地进行隐蔽安装。如可将光纤隐蔽在周围防御的钢丝网中，当有入侵者切断钢丝或因攀登、翻越铁网造成光纤断裂时，通过报警控制器即可发出报警。也可以把透明的光纤埋在用纸、塑料或纺织纤维等物制成的壁纸里，或放在墙皮里，如可以把墙上刻一些凹槽，把光纤放置其内，外表再用灰浆抹平。同样也可以把光纤藏在房间的门板里。当入侵者凿墙打洞或撕裂壁纸时，均会因破坏光纤而发出报警信号。

    据有关资料报道，为了提高安全防范系统的可靠性，在瑞士国家银行安装了光纤安全网，它是把光纤网和钢筋混凝土浇注在一起，形成一个名副其实的光纤墙。当入侵者凿墙打洞时都会破坏光纤而发出报警信号。
结束语

    当前各种电缆周界防范技术和器材的未来发展首先是技术和器材的广泛应用，只有因地制宜，选择合适的技术和器材，才有技术防范的效益和投资效益。其次是防误报、防漏报，力求准确。再次是提高精度。大多数周界器材的报警只能大致指出在300米范围内的侵入，而不能精确到某个点或比较小的范围，这样的精度利用价值不高。美国一家公司目前的感应精确到3米以内的范围，这种精度就有了很大的优势。以后随着周界系统的进一步发展，防区的定位会越来越精确，手段会越来越多。再者是一定要人性化，符合文化背景和行为习惯。实际上现代建筑最核心的就是人性化，人性化要求也就是要美观，不能感觉与环境不协调，感觉压抑或戒备森严，这样要求周界器材更美观，安装更隐蔽，技术更全面等。