一、前言

2011年5月8日，一個身高不足1.6米、被馬未都稱為“土賊”的山東農民石柏魁，闖入了“插翅難飛”、被譽為“世界五大宮之首”的故宮。在偷竊了保守估計價值幾千萬、陳列于齋宮臨時展出的香港兩依藏博物館7件展品之后，又翻越紫禁城城墻逃離作案現場，一時間輿論嘩然。被譽為“京城第一保衛處”故宮博物館保衛部門更是被推到風口浪尖。完善周界防范系統成為他們的燃眉之急，而如何選擇合適有效的入侵探測器更成為當時最為棘手難題。這是因為，除了周界防范系統所必須的嚴密性要求之外，紫禁城特殊的應用環境對防范系統提出了更多限制性要求：

（一）大量的干擾目標。不停飛來過往的鳥類：既有翼展超過60cm的大烏鴉；也有三、五成群的鴿子、喜鵲；亦有幾十只一伙的麻雀；這些干擾目標均會隨時觸發“遮擋式微波入侵探測器”/“泄漏電纜”等探測裝置報警。

（二）惡劣的氣象環境。早晨的太陽對高聳的城墻頂部形成“直射”，激光入侵探測器因陽光“直射效應”誤報頻繁；城墻墻體受日曬高溫時突降短時暴雨，雨水降到城墻上形成大量蒸汽，亦導致激光入侵探測器誤報警；城墻墻體受日曬高溫，夜晚熱能向空間散發時遇到風吹而不斷聚散，形成“影子效應”觸發“遮擋式微波入侵探測器”報警。

（三）高于地面約20m的城墻是雷擊的目標。由此而對探測器防雷能力有更加嚴格的要求。

在幾經選擇光纖振動探測器、激光探測器、脈沖電子圍欄、傳統型紅外對射等產品試用結果均不理想的情況下，故宮博物院安保部門想到了成功應用于2008年北京奧運會200km周界防范產品--廣州天網安防科技有限公司生產的智能型遠距離紅外線幕墻。經過對奧運會總包商--中國航天科工集團某總體設計大樓實地應用（應用期為2008年9月至2011年9月）效果考察，以及在故宮博物院紫禁城周界4個月的實裝試用，我公司擁有獨有技術專利生產的智能型遠距離紅外線幕墻最終成為故宮博物院紫禁城周界防范系統的前端探測裝置。

2011年7月至今的使用，該產品完全滿足用戶需求。

二、當前監獄的幾種常用周界報警產品對比與評價

當前監獄常用的幾種周界探測產品有：傳統型紅外對射、遮擋式微波入侵探測器--俗稱遮擋式微波入侵探測器、泄漏電纜、智能型遠距離紅外線幕墻。這些產品的工作原理、探測介質特性均不相同，其相互間的比較只能采用與監獄應用需求關聯性最大的幾個關鍵要素。

表1監獄常用入侵探測器主要應用因素比較

比較表1可以看出：在監獄應用最關鍵評價指標--漏報警因素影響方面，各類產品中僅有我公司擁有獨有技術專利生產的智能型遠距離紅外線幕墻相對符合要求；而誤報警因素影響方面，智能型遠距離紅外線幕墻也最具優勢。

（一）各類探測器漏報警要素分析

1、探測響應時間極限值制約

表1中可以看到由于傳統型紅外對射、遮擋式微波入侵探測器、泄漏電纜存在高速或低速探測響應時間的極限值，當目標以超出探測極限值以外的速度通過探測區域，均不會觸發報警。

2、傳統型紅外對射由于射束的信號特性引起漏報警

傳統型紅外對射采用紅外射束之間沒有信號特征的舊技術，不僅防范界面狹窄，而且產品密集安裝時，由于使用要求發射余量大，探測區域中散布了大量相同特性的紅外射束，在產品間產生互相干擾（形成多條紅外射束的通道），導致密集安裝時漏報警的發生率極高。（該產品潛在互相“替代的風險”，當然在監獄的具體環境中不存在這種操作的可能。）

3、傳統型紅外對射由于產品結構特點引起的漏報警

通過對傳統型紅外對射產品外部造型觀察，可以判斷其紅外射束防范的位置，以跨越或者從紅外射束間空隙鉆過；直接攀爬層疊安裝產品的支架；等多種方式均可以輕易避過紅外射束防范區域。

（二）誤報警要素分析

1、遮擋式微波入侵探測器和泄漏電纜誤報警要素分析

（1）這兩類產品的探測區域大且不確定（隨天氣及其它條件變化而變化），在其探測區域內或者附近活動的非越界的目標也會觸發報警。需要糾正的一個流行且錯誤的觀點“防范區域越大，越具有預警優勢。”其實正確的觀點是“防范區域越大，誤報警的機會就越多；而防范區域越小、且探測區域穩定不變，誤報警的概率低。”

（2）遮擋式微波入侵探測器、泄漏電纜探測介質特性與雷電、通訊裝置、大功率電氣裝置運行、電線內的電流變化等引發的電磁場屬性相同，由此也會增加干擾因素；

（3）遮擋式微波入侵探測器、泄漏電纜探測介質對于移動的能量體敏感。大體積或者大集群的小體積鳥類飛行；水管內的水流；空氣中熱能氣流等，也是其干擾因素。

2、傳統型紅外對射誤報警要素分析

傳統型紅外對射在監獄應用時誤報警因素：由于傳統型紅外對射的紅外射束之間沒有信號特征區別，同類產品的射束干擾，也會引起誤報警；某些廠家使用價格低廉的ABS材料外殼，在陽光照射下迅速光學老化，形成射束強度急劇衰減。

三、智能型遠距離紅外線幕墻監獄周界防范應用的適用性分析

無漏報警的探測器--智能型遠距離紅外線幕墻

（一種完全不同于紅外對射的新型主動紅外入侵探測器）

（一）產品概述

智能型遠距離紅外線幕墻是廣州天網安防科技有限公司運用多項自主發明專利：ZL99117200.0紅外線防盜網，ZL200610033099.0紅外線防盜網的智能調節方法，ZL201010162291.6一種紅外線防盜裝置及其自動變換調制頻率的方法；多項實用新型專利：ZL200610033099.0一種紅外線防盜網，ZL200520065885.X紅外線防盜網裝置；及多種類技術秘訣等自主知識產權研發的、最適用于監獄內周界防范的新型主動紅外入侵探測系列產品。

此系列產品采用數字通訊原理對于紅外射束進行編碼調制，形成多光束、嚴密的隱形防范，當物體阻斷任意相鄰兩根射束≥20ms（相當于國際級短跑運動員沖刺速度）時，即可觸發輸出報警信號；是無漏報警的入侵探測裝置。該系列產品于2005年獲得國家強制性認證證書并連續多年獲得認證維持；在獲得國家強制性認證的同類產品中，是證書中唯一具有使用距離60米、100米覆蓋的系列產品。由于該系列產品采用同步通訊、自適應強度調節及自適應變換頻率等多項專有技術，具有最低的誤報率；采用優質材料/器件和專用工藝，能在室外各類嚴酷環境中長期、穩定工作。

（二）產品特點

1、產品具有最嚴密且隱蔽的防范特性。

多根紅外射束構成高約2m的防范界面，其任意相鄰兩束紅外射束只要被阻斷20ms，立即輸出報警信號；人力可能實現的奔跑、跳躍、貼地爬行、飛身等行為在穿越防范界面時，必然觸發報警。

產品采用圓柱性外觀，從外形上無法看出具體防范部位，從而無法避讓；產品表面光滑，人力無法攀爬翻越。

是“無漏報警且誤報警率極低的新型主動紅外入侵探測器。”

2、禁區邊界明確且探測介質隱蔽

沿警戒線安裝的黑色柱體和畫在地面的黃色警戒線目標明確，但是采用940nm波長的紅外線編碼調制射束卻無法被人的視覺感受；

3、防止誤報警和精確的越界報警特性

只有在任意相鄰的2根紅外線射束被同時阻斷規定時間才產生報警，不會由于飛鳥、昆蟲等飛過引發誤報警；在紅外線射束附近從事正常活動的人員/物體的活動均不會觸發報警，特別適用于院落面積狹小的特定環境使用，具有占用監獄最小地面面積的優點；

4、產品外形與結構特性

產品采用優質的進口PC外殼，具有抗御陽光長時間暴曬引起的光學老化、抗御暴力擊打等功能；同時還具有防止在押服刑人員撞擊自殘的功能。堅實而質輕的鋁型材支架，可以抗御人力推拉、撞擊，防止產品被拆卸用作為與管教人員對抗的武器，或作為攀爬圍墻的支撐物；

5、產品環境適應特性

產品的生產過程設置了嚴格的環境考核：執行國家標準“最大射束距離應該是制造廠規定使用距離的6倍以上”的規定，產品可以在雨、霧、霾、強烈氣流（風、水蒸氣）、強烈陽光、沙塵等惡劣環境正常工作；元器件選型/產品設計定型的板極半成品，都經受超過國家標準規定的考核條件，恒溫濕熱：溫度85±2℃、濕度RH（98±2）%；高壓靜電：8KV接觸放電；產品樣機安裝在室外長期監測；

6、探測介質安全特性

紅外線射束對于人體無傷害性；

7、產品應用特性

紅外線射束無形的防范，不像線、網等實體障礙型入侵探測器既對于在押服刑人員產生被圍困的觀感，又阻擋正常活動（如進入禁區內清潔環境衛生或草坪養護等）。該產品符合人性化的應用要求的同時，對于管理方面的影響最小；

8、產品應用弱點與適應性

產品屬于主動紅外入侵探測器，其弱點是當安裝使用環境中有植物生長，阻斷紅外線射束時，會引發誤報警。而由于監獄內必須保證視野良好，經常利用在押服刑人員清理/修剪植物，所以可以確保紅外線幕墻產品使用環境。

也有使用單位建議：沿此類產品防區采用敷設水泥砂漿硬化地面，嚴防植物生長。

（三）產品主要技術參數

（四）監獄內周界預警系統方案設計與工程預算參考

1、內周界預警探測器最佳布設位置。

國家住建部/發改委2010年共同頒發《監獄建設標準》（建標139--2010）規定：（中度戒備監獄）在圍墻內側5m、外側10m處均為警戒隔離帶，隔離帶內應無障礙。圍墻內側5m、外側10m處均應設一道不低于4m高的防攀爬金屬隔離網，網上均應設監控、報警裝置。

對于《監獄建設標準》規定的“網上均應設監控、報警裝置。”正確解讀是：在防攀爬金屬隔離網的前部或直接在其上面設置入侵探測器，以達到外逃的在押服刑人員尚未接觸或者接觸防攀爬金屬隔離網時，立即發出報警信號并聯動視頻監控裝置。2011年豫北監獄發生的，在押服刑人員先攀爬上4m高的防攀爬金屬隔離網，再以拋繩到高墻電網的方式越獄的反面案例，說明了應該執行《監獄建設標準》規定，把入侵探測器設置在位于防攀爬金屬隔離網之前，以充分發揮物理防范的遲滯作用。

2、構造具有威懾力的監獄內周界預警系統

（1）采用無漏報警、且嚴格越界報警/肉眼無法觀察到防范部位的智能型遠距離紅外線幕墻為前端探測裝置；

（2）與視頻監控設備聯動配置，一旦觸發報警信號，立即開始錄像并將觸發報警現場的圖像顯示在值班室大頻幕上；

（3）配合監獄管理方“一旦越過黑色柱體形成的防線，即以越獄論處。予以扣分乃至加刑嚴厲處罰。”的規定。

根據廣東、陜西、四川等省監獄管理部門的實際應用經驗，以上三點配合的技術方案在完成交付后，組織部分在押服刑人員體驗防范嚴密性。由參與體驗者對本系統防范效果的描述，使企圖外逃者不敢逾越該預警防線--構成具有威懾力的監獄內周界預警系統。

3、內周界預警系統配置與功能描述

圖2監獄內周界預警系統紅外線幕墻配置圖

（1）預警內周界預警功能框圖

圖3監獄內周界預警系統構成框圖

（2）監獄內周界預警功能描述

在防攀爬金屬隔離網內約0.3-0.5m處，間隔60m/100m安裝8光束智能型遠距離紅外線幕墻構成封閉的隱形嚴密防范（其中大門防區夜間布防），具有移動偵測功能的攝像機直接安裝在紅外線幕墻頂部，形成“追尾配置”，攝像機底部的視頻盲區由其后方的攝像機“追尾觀察”，確保整個周界禁區不存在視頻盲區（圖2）；攝像機位于警戒線直接觀察，其移動偵測區域邊沿設定為與紅外線幕墻的探測界面重合，此種設置可以避免監獄區域內靠近警戒線正常行動人員引發的誤報警；崗樓內安裝LED防區顯示板，崗樓底部安裝聲光報警裝置。

越界人員在接近防攀爬金屬隔離網的過程中，必然觸發智能型遠距離紅外線幕墻報警、移動偵測同時響應并形成鎖定追蹤，值班人員根據提示觀察大屏幕時，通過觀察鎖定區，迅速判斷越界目標屬性（人員或者小動物）；以及依據追蹤軌跡，準確指揮抓捕；寬動態、低照度攝像機拍攝的D1存儲圖像作為對在押服刑人員越獄行為處理的證據；報警信號同時聯動崗樓內部的LED防區顯示板，以發出閃光的LED顯示報警防區位置同時發出報警提示音，為值班武警顯示報警防區；報警信號還聯動設置在崗樓底部聲光報警裝置，對外逃人員予以警示。

智能型遠距離紅外線幕墻8束間隔約20cm的紅外脈沖編碼射束構成了高度為1.6米隱形的、無縫隙墻式嚴密防范，企圖外逃的在押服刑人員而言，該探測器構成一道隱形無法逾越的墻式防范。以任何人力可以實現的方式越過該防范界面時，智能型遠距離紅外線幕墻必然立即輸出報警信號，使得值班人員立即依據該信號聯動的場圖像復核實施定位與圍捕；使得防攀爬金屬隔離網、高墻、高壓電網等物理防范的遲滯作用得以充分發揮。

4、內周界預警系統參考配置清單

5、監獄內周界預警紅外線幕欄配置

針對于監獄近年來在周界設置防攀爬金屬隔離網，我們提出了一種技術防范與物理防范緊密結合的新應用模式--紅外線幕欄與防攀爬金屬隔離網一體化構造方案。

此方案具有更嚴密的防范和預警效果；形成防止人員和小動物引發誤報警的配置；對于監獄空間占用最小；由于不采用PC筒支架，設備的采購及運輸費用也相應減少。是一種更優化的監獄周界預警防范應用解決方案。

圖4監獄內周界預警系統紅外線幕欄配置圖

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