快速移動布防入侵探測系統在核安保工作中的應用

吳 洋 王慶磊

1 海南核電有限公司 海南 昌江 570000

2 奇點新源國際技術開發（北京）有限公司 北京 100000

1 核電面臨安防形勢

發展新能源是實現未來可持續發展的必然趨勢，核電作為低碳能源，是新能源的重要組成部分，我國核電已發展30余年，中國核電事業實現了自主化、系列化、規模化發展，但同時，我們應該能看到，核電領域是極為特殊的一個領域，因為其遭到破壞后能引起極大的社會恐慌和政治影響。在世界范圍內的反核勢力有所抬頭的大背景下，核電站也成了反核勢力以及國際國內恐怖分子關注的重要設施，核電站的安全問題已經越來越多地被關注，現代化的安防技術在核電領域的研發與應用顯得尤為重要和急迫。

2 核電傳統周界入侵技術/設備與標準

國內外核電站目前普遍采用紅外對射、微波雷達、振動光電纜、張力圍欄、微波對射、泄露電纜等技術實現核電站周界防護和實物保護，實時監測人員非法入侵。這些技術或設備在特定時期對核電安防起到了重要的作用。同時受到技術發展的約束，也存在一定的不足，有的技術對特定氣象或干擾敏感，如植被、天氣干擾、動物干擾等，也個別存在漏報，誤報，或者出現不能預警的情況等，難以滿足現代化核電站全地形全天候全空間高準確度周界主動性安防保護需求。

目前，國家有關部門和協會正積極制定核安保方面與核電周界入侵方面的標準，與核安保相關的GB有1項，即GB/T 4960.7-2010《核科學技術術語第7部分：核材料管制與核保障》，該標準是一項基礎標準，規定了核材料 衡算、封隔、監視和監測實物保護、視察方面相關的術語和定義。與核安保實物保護周界入侵的行業標準有EJ/T 20180.1-2018《核材料與核設施實物保護入侵探測報警系統技術要求 第1部分：通用要求》；EJ/T 20180.2-2018《核材料與核設施實物保護入侵探測報警系統技術要求 第2部分：收發分置式微波入侵探測器》。由國家能源局，發布的能源行業（NB）核電實物保護標準有一項：NB/T 20147-2012《核電廠實物保護系統設備準則》和NB/T 20247-2013《核電廠實物保護系統設計總體要求》。

3 快速移動布防入侵探測系統在核電應用

3.1 應用背景

根據核安全導則《核設施周界入侵報警系統)) (HAD501/03) 的要求，周界入侵系統應能有效地探測和報警入侵事件。無論入侵者從周界的哪一條路徑、以何種入侵方式入侵，探測防區的探測概率應滿足探測概率在 95%的置信水平下不低于90%的要求且躁擾報警或誤報警每天不應超過 1 次。但目前核設施實物保護周界入侵報警系統采用的一般為傳統微波探測設備，該設備容易發生故障且受天氣影響嚴重，導致防區內探測器頻繁產生誤報警或噪擾報警，影響控制中心監控人員的正常執勤。

目前核設施運營單位針對此類問題，采取的措施一般是對防區撤防，保衛控制中心固定監視防區攝像機，加強關注防區動態，并增加巡邏頻度或設立固定崗哨進行人防補償，但此類做法 需要投入人力財力，且可靠性無法保證。因此需要一款快速移動布防入侵探測設備，在設備故障或惡劣天氣情況下能夠快速有效的替代傳統微波探測設備并可以穩定運行以滿足法規要求。同時，該系統還應該具備獨立探測功能，無需接入周界入侵報警系統，布防簡便、靈活，實效性強等功能。

3.2 系統介紹

快速移動布防入侵探測系統是針對核電突發性，臨時性事件自主研發的一套能夠快速部署、功能完備的入侵探測系統。系統由管理主機、探測設備、電源和警燈組成。快速移動布防入侵探測系統的探測設備基于自適應微波陣列技術的嵌有若干個微波收發芯片的線纜，可適用于不同的地形，自動形成微波陣列場，與管理主機形成獨立探測系統。智能探測線纜中的探測器以高密度排列，構成連續的、在線纜周圍形成近似均勻的探測場，如下圖所示：

圖1：快速移動布防入侵探測系統示意圖

3.3 系統特點

當入侵探測器發生故障或天氣環境較惡劣(如臺風期間)時，快速移動布防入侵探測系統的干觸點報警信號線替換微波探測器接入就地綜合箱端子排中，進而接入周界入侵報警系統。一套快速移動布防入侵探測系統可以代替多個微波探測防區。當探測設備觸發報警信號時，由管理主機分析信號數據，判定為入侵事件，向周界入侵報警系統提供報警信號。快速移動布防入侵探測系統可作為探測段內一個或多個周界探測器使用，確保周界入侵報警系統有效性。系統具體特點如下：

(1) 與周界入侵系統防護能力一致

快速移動布防入侵探測系統功能與同一保護區域各部分安防設備的安全防護水平一致，快速布防后形成的防御周界無明顯薄弱環節與隱患。

(2) 快速布防、報警及時迅速

快速移動布防入侵探測實現 20 分鐘內對不大于 100 米的防區進行布防，系統具備無線探測感應能力，可以在入侵行為發生的第一時間發現非法入侵行為并推送報警信息。

(3) 減少自然環境因素干擾

快速移動布防入侵探測系統可針對特殊天氣情況靈活部署，對前端報警信息進行智能分析，自動濾除天氣、動植物、環境等帶來的非預期報警以降低誤報數量。

(4) 適應不同地理條件

快速移動布防入侵探測系統能夠隨地形彎曲起伏鋪設，并具備多種部署方案與模式以適應各種不同的地理條件。

(5) 系統具有無線傳感能力

自適應微波收發芯片收發信號組成多組收發向量對，進而形成自適應微波陣列場，入侵者進入探測場范圍，對無線信號場造成遮擋、吸收、反射等干擾，造成接收信號強度變化以感應入侵。

(6) 系統具有數據分析能力，

系統能夠多點聯合檢測確定擾動范圍、幅度，擾動波形特征以判定擾動類型。

(7) 室外型產品，系統具有查詢定位能力

系統通過對大量數據的分析，通過多點擾動結果聯合計算，可判斷入侵并對入侵位置進行精確定位，依據現場使用環境及業主要求的不同，定位精度最高可以達到1～5米。

(8) 系統指標符合法規要求

快速移動布防入侵探測系統的探測概率應滿足探測概率在95%的置信水平下不低于 90%要求且躁擾報警或誤報警每天不應超過1 次。

3.4 系統優勢

快速移動布防入侵探測系統可在探測器不能正常工作的防區進行補防，實現了技防代替人防，提升了周界入侵探測可靠性且節省人力財力投入。

系統能夠簡便、靈活部署，探測設備可安裝于防區的任何位置，可根據現場地形的要求，隨意彎轉、分叉，不需要輔助基建設備或設施。20分鐘內可實現對不同地理條件防區的布防且受自然環境因素影響較小，即可自成體系獨立工作，也可便捷接入周界入侵報警系統。

探測線纜自動構成聯合聯測陣列，系統可主動感知周圍的物體，支持多點入侵軌跡跟蹤能力，確保防區內探測水平不降低，達到同一保護區域各部分的安全防護水平基本一致，無明顯薄弱環節和隱患的導則要求。

4 結束語

新形勢下核安保面臨的挑戰隨著社會的快速發展，核安保面臨一些新形勢下的挑戰，隨著物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術以及無人機、機器人，主動防御類的周界安防系統等不斷被引入到安防行業中，安防產品和系統將變得更加立體化、網絡化、智能化，全球安防行業將進入智慧安防的發展新階段，民用高端安防產品成為市場的熱點。安防無人機，安防機器人，人工智能，大數據技術的應用對安防技術進行了有力推動。采用AI、物聯網等技術的主動探測設備為代表的目標驅動類的圍界安防系統，具備高探測精度，可精準識別目標類型、準確定位目標位置、追蹤目標軌跡等特點。這種能適應核電特殊場景、具備新的產品形態、將物聯網和大數據技術結合在一起的新的裝備，是未來核安保設備與系統的一個方向。