監(jiān)獄周界防逃跑系統(tǒng)需求分析
　　
　　世界上沒有的、一步到位的周界報警技術(shù)，各種周界報警技術(shù)有著各自的應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)缺陷。只有對應(yīng)用需求進(jìn)行詳細(xì)的了解和有針對性的設(shè)計(jì)，才能設(shè)計(jì)出一套zui低誤報率、zui高識別率的周界報警系統(tǒng)。
　　
　　監(jiān)獄行業(yè)更是有著其特殊的環(huán)境和應(yīng)用特點(diǎn)，總結(jié)起來，我們可以歸納為以下幾點(diǎn)：
　　
　　監(jiān)獄是防止犯人逃跑，探測目的是“靠近圍墻”；監(jiān)獄是在保持盡可能高的識別率條件下，保證盡可能低的誤報率，與普通周界相比優(yōu)先級、側(cè)重點(diǎn)不同；監(jiān)獄主要解決貓(地面)、小鳥(空中)的誤報，與普通周界相比誤報源出現(xiàn)的頻率不同；普通周界內(nèi)部往往沒有嚴(yán)格的界限劃分，監(jiān)獄獄墻和鋼網(wǎng)墻之間為境界隔離帶，禁止任何人進(jìn)入，而鋼網(wǎng)墻外則是巡邏區(qū)，干警會開著電動巡邏車巡邏，獄墻外往往是道路，有社會車輛經(jīng)過。前者可以由設(shè)備探測范圍來定義防區(qū)寬度，后者是由物理區(qū)域來定義設(shè)備探測范圍；監(jiān)獄探測設(shè)備需要考慮高壓電網(wǎng)的工況干擾影響(高壓放電導(dǎo)致的電磁脈沖)，獄墻上的鋼網(wǎng)墻是良好的引雷導(dǎo)體，監(jiān)獄往往位于郊區(qū)，需要考慮單獨(dú)的防雷。
　　
　　以上這些限制條件，決定了我們無法依賴于一種周界技術(shù)就可以，必須選擇兩種甚至兩種以上的技術(shù)，并且將這些技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的數(shù)據(jù)融合，才能設(shè)計(jì)一套有效的監(jiān)獄周界防逃跑系統(tǒng)。具體說來，我們需要考慮以下4個方面。
　　
　　闖入5米警戒帶行為：
　　
　　隱患：傳統(tǒng)周界報警技術(shù)一般采用對射或泄漏場技術(shù)，要么誤報過高，要么容易被嫌犯欺騙或大步跨過，幷且根本沒有目標(biāo)定位能力，只能輸出干節(jié)點(diǎn)信號。很多XX監(jiān)獄用戶為了節(jié)省成本，往往每100米配置一個防區(qū)，這樣造成單個防區(qū)過長，一旦報警，攝像機(jī)基本上無法看清楚100米防區(qū)的情況，容易造成誤判。
　　
　　設(shè)計(jì)要求：全天候7x24時間段(干警可重新自定義時間段)，當(dāng)嫌犯進(jìn)入圍墻5米警戒區(qū)域時：自動檢測任何闖入行為；自動定位入侵者闖入的位置(精度50厘米)；自動在電子地圖上顯示入侵者的位置；自動彈出和雷達(dá)聯(lián)動的攝像機(jī)畫面；自動記錄警情信息；自動聯(lián)動現(xiàn)場警號；自動控制高速球指向入侵者，幷自動變倍顯示、跟蹤入侵者；實(shí)時錄像及錄像檢索回放。
　　
　　攀爬獄墻行為
　　
　　隱患：傳統(tǒng)周界報警一般檢測從墻外向里的翻越動作，所以翻越圍墻為*道關(guān)口，翻越圍墻的動作一般只會持續(xù)1-5秒鐘，一旦探測到翻越動作，在值班人員來得及進(jìn)行圖像復(fù)核的同時，保安人工有效辨別入侵地點(diǎn)和目標(biāo)有可能隱藏在什么位置。
　　
　　但是監(jiān)獄周界安防要求恰恰相反，翻越圍墻是犯人zui后的動作，一旦犯人翻過圍墻，幾秒鐘內(nèi)進(jìn)入到社會區(qū)域，*便來不及實(shí)施抓捕，從而錯失良機(jī)。所以zui后探測關(guān)口其實(shí)是圍墻墻面，一旦發(fā)現(xiàn)有人試圖向上攀爬，能夠迅速檢測其行為，幷能夠連續(xù)跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動，從而為值班*贏得寶貴的時間。
　　
　　設(shè)計(jì)要求：全天候7x24時間段(干警可重新自定義時間段)，當(dāng)嫌犯靠近墻體，幷向上攀爬墻體時，其余設(shè)計(jì)要求同上。
　　
　　高空繩索逃跑
　　
　　隱患：按照司法部要求，大部分監(jiān)獄在現(xiàn)有獄墻上加高了一道鋼網(wǎng)墻，但是這帶來一個新的隱患，即：當(dāng)嫌犯從臨近建筑物或制高點(diǎn)搭設(shè)高空繩索、竹竿，就可以躲過高壓電網(wǎng)，直接滑到加高鋼網(wǎng)墻頂，從而更容易逃脫。設(shè)計(jì)要求同上。
　　
　　*崗下盲區(qū)探測
　　
　　隱患：*崗下拐角為90度角圓弧，普通周界報警設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)無縫保護(hù)。崗上*難以觀察腳下情況，對面的*也難以200米外看清楚對方拐角處的情況，在夜間或輕霧時，容易成為布防漏洞。設(shè)計(jì)要求同上。
　　
　　監(jiān)獄雷達(dá)立體周界防逃跑設(shè)計(jì)
　　
　　監(jiān)獄立體周界防逃跑設(shè)計(jì)，顧名思義，就是要建設(shè)一套立體防御體系，點(diǎn)、線、面三者結(jié)合，不僅能夠保護(hù)地面區(qū)域，還能保護(hù)圍墻垂直區(qū)域，更能夠保護(hù)空中逃脫，更為甚者，可以編制一道天羅地網(wǎng)，防止犯人從上至空中、下至地洞逃跑，真正成為監(jiān)獄干警的護(hù)法使者。
　　
　　同時，這套系統(tǒng)還不受外界環(huán)境(風(fēng)、雨、雷、電、霧、沙塵暴)的影響和電磁等因素的干擾。系統(tǒng)既*科學(xué)又可靠實(shí)用，要本著高質(zhì)量、高技術(shù)、高標(biāo)準(zhǔn)、高性價比的原則，在重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)防范的思想前提下，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整個系統(tǒng)能發(fā)揮zui大的功效。
　　
　　前端探測器選擇
　　
　　周界報警技術(shù)已經(jīng)存在了40多年，不同的報警傳感器具有不同的探測特性。總體來說主要分為圍界型傳感器、空間探測傳感器。
　　
　　一般來講，任何高安全要求項(xiàng)目都至少需要2種以上的傳感器，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)與/或組合，從而獲得高識別率、低誤報率。物聯(lián)網(wǎng)防入侵技術(shù)將傳統(tǒng)的周界報警技術(shù)做了質(zhì)的飛躍，實(shí)現(xiàn)了傳感器報警探測、目標(biāo)定位、目標(biāo)跟蹤、多傳感器數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，對于監(jiān)獄這種高安全要求的項(xiàng)目而言，向著零誤報、零漏報的目標(biāo)大大的邁進(jìn)了一步。
　　
　　根據(jù)筆者多年的防入侵技術(shù)研究和現(xiàn)場測試經(jīng)驗(yàn)，不同的項(xiàng)目有不同級別的防入侵探測要求，但在技術(shù)選型時一般評比以下4個主要參數(shù)，才能真正確定哪種產(chǎn)品是我們的項(xiàng)目。
　　
　　·識別率(ProbabilityofDetection)：一般來說，就是要求識別到可疑的入侵目標(biāo)(人)，在禁止停留的區(qū)域滯留、禁止進(jìn)入的區(qū)域闖入、禁止跨越的區(qū)域翻越。
　　
　　·誤報率(FalseAlarmRate)：對于所有的傳感器技術(shù)來講，高誤報率是zui無法忍受的，尤其是對于天氣如日照、溫度變化、刮風(fēng)、下雨、下雪、沙塵、大霧、這種日常無法回避的干擾。另外其他的干擾源包括電磁波、人工光源(車燈、路燈、城市美化用燈)、各種陰影等。
　　
　　·虛警率/偽報率(NuisanceAlarmRate)：對于爬行動物、小鳥等生物體產(chǎn)生的報警，原則上需要盡可能的判別出來。
　　
　　·目標(biāo)定位精度：由于入侵目標(biāo)的運(yùn)動速度是很快的，目標(biāo)可能會在幾秒鐘之內(nèi)快速的移動到遮擋處，值班人員無法觀察到目標(biāo)，可能會被判斷為誤報。所以米級的定位精度在某些環(huán)境中是必須的。
　　
　　以下是市場上常見的3種監(jiān)獄周界報警技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)分：
　　
　　經(jīng)過以上對比選擇后，筆者推薦采用微波雷達(dá)和激光雷達(dá)作為前端探測設(shè)備，也是我們要建設(shè)的“雷達(dá)立體周界放逃跑系統(tǒng)”的基本模塊。微波雷達(dá)作為大區(qū)域空間探測、定位技術(shù)，將應(yīng)用于5米警戒隔離區(qū)，探測任何闖入目標(biāo)，幷定位其坐標(biāo)。
　　
　　激光雷達(dá)作為大區(qū)域2維平面探測、定位技術(shù)，將平行于墻面20厘米處構(gòu)建一道虛擬的激光墻體，任何目標(biāo)試圖攀爬圍墻，都將被激光雷達(dá)探測到，幷提示入侵位置。兩種雷達(dá)技術(shù)輸出的目標(biāo)坐標(biāo)傳遞給PTZ攝像機(jī)，可以持續(xù)追蹤入侵目標(biāo)。
　　
　　5米警戒帶：微波雷達(dá)
　　
　　24G微波雷達(dá)作為軍用級產(chǎn)品，不僅支持大區(qū)域監(jiān)視，目標(biāo)識別率達(dá)到100%，還能定位目標(biāo)的位置，定位分辨率為25厘米，這樣配合PTZ攝像機(jī)，可以持續(xù)追蹤入侵目標(biāo)。
　　
　　在此，筆者以了艾博信公司代理的德國Fortex公司生產(chǎn)的軍用級DRR-100微波相控陣?yán)走_(dá)入侵探測器為例，詳細(xì)說明其技術(shù)優(yōu)勢
　　
　　德國Fortexz公司新一代DRR-100相控陣?yán)走_(dá)入侵探測器具有探測、定位、跟蹤、融合等四大功能，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
　　
　　·識別范圍大，安裝美觀
　　
　　·全天候，大風(fēng)、大雨、大雪、沙塵暴等惡劣天氣無影響
　　
　　·具有20度的雷達(dá)掃描區(qū)域，任何入侵目標(biāo)都無法穿越，識別率100%；
　　
　　·DRR-100相控陣?yán)走_(dá)采用了高頻率測距、測角技術(shù)，直接測量入侵者的位置，可自動控制第三方的高速球追蹤目標(biāo)，用戶*時間了解警情實(shí)際情況，zui快的時間復(fù)核報警原因、確定應(yīng)急方案。
　　
　　·DRR-100相控陣?yán)走_(dá)可以設(shè)定防區(qū)或非檢測區(qū)域，這樣即便雷達(dá)覆蓋了出入口大門，也可以很便捷的通過報警管理軟件設(shè)定無需檢測的區(qū)域，從而大大簡化設(shè)計(jì)和安裝工程。
　　
　　·DRR-100相控陣?yán)走_(dá)內(nèi)置復(fù)雜的目標(biāo)識別算法，能否測量出目標(biāo)大小，從而消除小鳥、小型動物、飄揚(yáng)的垃圾/報紙等誤報，將誤報率保持在接近0%的水平。
　　
　　·DRR-100相控陣?yán)走_(dá)采用發(fā)射、接收一體化設(shè)計(jì)，依靠目標(biāo)的反射來識別，安裝簡單；
　　
　　·DRR-100相控陣?yán)走_(dá)從開機(jī)起，就不斷識別、更新周邊環(huán)境，保證穩(wěn)定的識別。
　　
　　雷達(dá)可以安裝在1.5米高的金屬支架上，金屬支架安裝在警戒帶中軸線上。根據(jù)大門的實(shí)際位置，可通過軟件劃分防區(qū)，用以隔離出不需要探測的大門，任何入侵目標(biāo)進(jìn)入警戒帶，都會在電子地圖上報警顯示、持續(xù)跟蹤，配合復(fù)核視頻攝像機(jī)，目標(biāo)將會被鎖定，持續(xù)圖像跟蹤。
　　
　　每9臺雷達(dá)通過1條2線制CAN總線級聯(lián)到一臺主控器上，主控器安裝在近端雷達(dá)的電源箱內(nèi)，幷通過光纖以太網(wǎng)和監(jiān)獄指揮中心的以太網(wǎng)交換機(jī)通信。
　　
　　5米獄墻：激光雷達(dá)
　　
　　對于這塊需求，筆者也以艾博信公司代理的德國Fortexz公司公司生產(chǎn)的軍用級LGS360-100系列激光雷達(dá)探測器為例詳細(xì)說明其設(shè)計(jì)理念。
　　
　　LGS360-100激光雷達(dá)探測器采用了12000次/秒的高頻脈沖激光器，能夠?qū)?60度半徑100米的扇區(qū)進(jìn)行目標(biāo)識別，可同時跟蹤16個目標(biāo)。
　　
　　選擇激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢：
　　
　　·首先它是無縫的激光網(wǎng)，任何入侵目標(biāo)都無法穿越，識別率100%；
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)采用了高脈沖的激光測距儀技術(shù)，直接測量入侵者的位置，可自動控制第三方的高速球追蹤目標(biāo)，用戶*時間了解警情實(shí)際情況，zui快的時間復(fù)核報警原因、確定應(yīng)急方案。
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)可以設(shè)定防區(qū)或非檢測區(qū)域，這樣即便LGS360-100激光雷達(dá)覆蓋了出入口大門，也可以很便捷的通過報警管理軟件設(shè)定無需檢測的區(qū)域，從而大大簡化設(shè)計(jì)和安裝工程。
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)內(nèi)置復(fù)雜的目標(biāo)識別算法，能否測量出目標(biāo)大小，從而消除小鳥、小型動物、飄揚(yáng)的垃圾/報紙等誤報，將誤報率保持在0%的水平。
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)采用了特殊設(shè)計(jì)的高脈沖軍工級激光測距裝置和抗干擾算法，絲毫不受陽光、人工光照的影響。
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)內(nèi)置大霧識別算法，自動判斷因濃霧引起的激光穿透率降低的影響，自動調(diào)整激光發(fā)射功率。
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)采用發(fā)射、接收一體化設(shè)計(jì)，依靠目標(biāo)的反射來識別，不存在激光對射中，入侵者利用繞射手段輕松突破系統(tǒng)的尷尬；
　　
　　·LGS360-100激光雷達(dá)從開機(jī)起，就不斷識別、更新周邊環(huán)境，幷具有防欺騙算法，自動判斷遠(yuǎn)程目標(biāo)的反射的激光能量。
　　
　　LGS360-100激光雷達(dá)一般直接安裝在監(jiān)獄圍墻上，激光面平行于獄墻里面，距離墻體20厘米，構(gòu)成另外一道虛擬的激光面，任何入侵目標(biāo)靠近圍墻，都會在電子地圖上報警顯示、持續(xù)跟蹤，配合高速球，目標(biāo)將會被鎖定，持續(xù)圖像跟蹤。
　　
　　30米臨墻建筑物高空：激光雷達(dá)
　　
　　考慮到臨墻的建筑寬度一般都小于50米，筆者建議采用德國Fortex公司的LGS360-60激光雷達(dá)，將激光面垂直傾斜于地面安裝，每臺雷達(dá)保護(hù)60米寬、30米高的墻面，如下圖所示，當(dāng)有目標(biāo)沿繩索下滑時，可以立刻捕獲到目標(biāo)，幷報警。
　　
　　獄墻拐角：激光雷達(dá)
　　
　　獄墻拐角(*崗下)是腳下盲區(qū)，容易被本崗*忽視，對面崗樓*由于距離遠(yuǎn)，也容易忽略異常行為。在此筆者同樣推薦采用德國Fortex公司的LGS360-60激光雷達(dá)，安裝在4個獄墻拐角下20厘米高，水平掃描警戒帶內(nèi)地面，覆蓋左右各60米距離，一旦有人體目標(biāo)出現(xiàn)，則立刻通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳回指揮中心的報警管理終端。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　筆者在多年的周界系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，深刻的理解到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。而對于監(jiān)獄防逃跑系統(tǒng)，“*”是筆者設(shè)計(jì)思路的出發(fā)點(diǎn)。普通的防入侵系統(tǒng)，入侵探測更多是為了錄像，錄像更多是為了日后警情復(fù)核，探測到入侵目標(biāo)后，有足夠的時間去阻止、威懾入侵者逃離。監(jiān)獄防逃跑系統(tǒng)中，探測報警則意味著犯人可能在10秒鐘內(nèi)逃脫，也意味著，即便待命*能夠在30秒鐘內(nèi)沖到逃犯翻出的獄墻附近，可能逃犯已經(jīng)竄入野外的莊稼地里，無影無蹤了。
　　
　　所以，*只是周界防逃跑的zui后一道人防防線，監(jiān)獄應(yīng)該建設(shè)一道、兩道甚至三道技防防線，能夠?qū)⒎溉诵雄櫿瓶卦谑郑谄淇拷?道鋼網(wǎng)墻的時候，就能夠現(xiàn)場警笛/警燈提示，幷提前通知值班的*戰(zhàn)士，從而可以有效的制止犯人的進(jìn)一步行動，真正做到運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外。(文/杜建英艾博信科技(北京)有限公司總)