实物保护系统中跨越保护区、要害区周界特殊部位的入侵报警设计

黄楠 闫占芳 李福军

中国核电工程有限公司河北分公司 河北石家庄 050021

实物保护系统是利用实体屏障、探测延迟技术及人员的响应能力，阻止盗窃、抢劫或非法转移核材料以及破坏核设施行为的安全防范系统，广泛应用于核电厂、核工程和民用工程等多个领域。入侵报警系统是实物保护系统“探测——延迟——响应”功能实施的重要一环，用于探测各种敌对入侵行为。保护区和要害区的周界须设置入侵报警系统。在保护区双层屏障的隔离带内或内层栅栏上设置的入侵报警系统应由不同技术类型的探测器组成，并能覆盖到整个需探测的区域。保护区和要害区内跨越周界且无人值守的通道、出入口，以及屏障下方人员可通行（通径大于50cm）的水渠、涵洞或管沟，都应安装入侵探测装置。

鉴于此，本文将从情景设置、设备选型、设计过程中需要注意的问题等方面进行论述，给出跨越周界部位合理的入侵报警系统设计方案。

1 地下管廊及管井

1.1 地下管廊

当地下综合管廊穿越保护区和要害区实体屏障时，设置钢制防护栅栏进行防护，确保各层实体屏障的连续性和完整性[1]。

当保护区、要害区实体屏障下方的地下廊道为非通行沟时，用垂直与水平间隔均小于15cm的钢筋格架阻隔。钢筋牢靠固定在开孔的周围，直径不应小于1.6cm。

当保护区、要害区实体屏障下方的地下廊道为通行沟时，综合考虑美观及环境条件，通行沟内可设置为不锈钢管栅栏门，采用壁厚不小于3mm，直径不小于3.8cm的不锈钢管，间隔不大于10cm，高度每超过80cm应在中点处在加一道不锈钢管。其他地方用同材质不锈钢格栅封堵。

对于入侵探测装置，若使用门磁报警开关仅能探测通行门非法打开，对于门体及格栅被破坏不能有效探测，由于管沟内设有桥架及管道，也不宜使用红外对射探测器。可选择微波/红外双鉴探测器，提供多普勒微波和被动红外技术的独特组合，利用两种完全不同的物理方法，在同一空间内，对同一事件进行鉴证。只有两种技术都认同，鉴证事件才被确认，灵敏度大大提高，误报几率大大下降，微波/红外双鉴探测器适用于需要空间防护的各种场所[2]。

1.2 管井

当大口径地下排水管穿越保护区、要害区实体屏障时，在相关的检查井内设置管道栅栏探测器，既作为探测装置又作为实体屏障，任何企图破坏、移除、剪断、拉弯隔栅的行为都会被立即探测到并输出报警信息。

管道栅栏探测器是一种将嵌入式探测传感器与物理格栅完美结合的入侵探测解决方案。每个管道栅栏探测器都根据它所需要防护的位置而特别定制。坚固的格栅能够承受强大的水流冲击，即使完全淹没于水下，也能长年正常运行。

2 架空管线

当保护区、要害区实体屏障上方有人员可借助通行的架空管线时，在管线上缠绕滚刺笼探测器，既作为探测装置又作为实体屏障。

滚刺笼探测器是震动传感技术结合了刀片滚笼的高可靠性周界防护系统，适用于任何类型周界的高强度物理障。可以方便快捷的应用于各种己存在的墙壁、屋顶、以及围栏周界，而无需昂贵的修整。集成在带刺滚笼内的设定频率的震动电缆可以探测出或者评估到任何穿越防护的意图，滚刺笼可有效阻止和延缓逃跑行动[3]。

为增加延迟时间，可在架空管线上多缠绕几圈，并且滚刺笼直径尽可能大一些。但是室外需考虑风力的影响，直径越大，越难安装固定，且越易引起误报警。下图为两根φ2840mm的架空管线上缠绕φ800mm滚刺笼探测器的示意图。

图1 架空管线上滚刺笼探测器示意图

3 设计过程中需要注意的问题

由于保护区的入侵报警系统应由不同技术类型的探测器组成，在跨越保护区周界的特殊部位处除选择适用的入侵探测装置外，还应考虑设置带动态图像报警功能的摄像机，将这些摄像机的实时图像信号接入动态图像探测报警系统，对这些部位的入侵行为进行计算机图像识别并发出报警。

设计中需充分考虑设备的安装和检修，尤其是管道栅栏探测器，安装时需根据水流流量确定安装方式，并考虑与土建专业的配合施工，一般水量较小时可用膨胀螺栓将管道栅栏固定在管道的周围，水量较大时，需在管道周围预埋钢板，以便于管道栅栏牢固焊接在管道的周围。管道栅栏检修时需将设备吊出，要预留吊装孔。

另外，管道栅栏的间距需满足相关规范要求，垂直与水平的最小间距均不超过15cm，当管道栅栏影响过水面积时，可将平面式管道栅栏定制成立体结构，增加过水面，但纵深方向长度不宜过小，因为栅栏边角钢管不具备探测能力，纵深方向至少应能安装一根具有探测能力的钢管。

4 结语

以上谈到的为实物保护系统设计过程中的体会及工程经验的总结，希望对其他工程的设计有所帮助。