振动光缆行业报告周界入侵防护产品性能对比.doc

振动光缆技术在周界防护的应用前景太极计算机股份有限公司 公共安全事业一部行业总监 刘建龄一、国内安防市场发展现状近年来，伴随着国家大力开展建设“智慧城市”、“平安城市”，安防行业得到快速的发展。截至2010 年，安防企业达到了2 万5 千家左右，从业人员约120 万人；行业总产值达到2，300 多亿元，其中安防设备产值约为1，000亿元，安防工程和服务市场约为1300 亿元；全行业实现增加值800 多亿元，比2005 年增长1.8 倍，年均增长23%以上。其中以安防电子设备发展速度为典型，年均增长25%左右。到2010 年周界安防产品的产值约为120亿。根据中国安防“安防行业前景调研报告”，以及安防行业的“十二五”规划，预计到“十二五”期末整个安防产业将实现规模翻一番的总体目标，即年增长率达到20%左右；2015 年总产值将达到5，000亿元，实现增加值1，600 亿元，年出口产品交货值达到600 亿元以上。在整个安防产品领域中，周界防护无疑是安防技防的重要分支，周界安防产品的产值预计在十二五规划末达到300亿元。目前，周界防护产品正处于传统技术与新技术交替的关键时期，各种新技术被大胆采用，新产品层出不穷，周界防护产品正面临大规模的产业升级，产业结构将会发生重大调整，毋庸置疑，随着各种周界防护创新技术的推广使用，以及周界防护产品应用逐渐被人们所重视，周界防护产品将面临新的巨大市场空间，迎来一波大发展的市场机遇。二、周界防护技术的发展历程传统市场上，一直以“是非判断型”周界产品为主导，例如主动红外、微波周界探测等均属于这一类。虽然传统探测技术已经比较成熟，占据市场主流，但其技术上的缺点是明显的。首先，技术门槛不高，容易破解；其次，防误报技术简单，误报率较高，严重影响了产品的实用性；最后，产品定位功能较为粗糙不够精确。随着人们安全防范的意识明显的提高，人们一方面对周界防护产品的提出更高的要求；另一方面犯罪分子的作案手段不断改进，许多传统的周界入侵探测产品难以应对。面对严峻的形势，周界产品逐步由只能简单判断“是非”型产品向分析型产品转变，推动周界产品进入了 “智能化”时代。目前市场上，智能型周界防护产品大多集成了多种检测技术的周界入侵探测设备，再结合先进的信息分析处理技术，形成了具备分析判断能力的“智能化系统”，其中，具有代表性的周界入侵探测分析技术包括：视频图像实时分析、光纤传感探测、振动光缆探测等等。尤其是周界防护设计引进了“防区”概念，形成分片监控联防、多设备联动的智能化防范理念，使得周界防护由2维平面发展到3维空间、由单一区域发展为多区域联防，构成了立体的综合防护体系。从上世纪90年代以来，由于光电技术、光纤技术、计算机技术和集成电路技术的飞速发展，出现了基于光纤传感的检测技术，即所谓的振动光缆技术。经过数年的发展，该技术首先在周界探测技术领域的应用取得了成功。随着中国一些有实力的公司加入到这个领域中，振动光缆产品被引进国内，并在智能化周界安防系统中得到了推广，被应用于机场、油库、边防、领馆、高档别墅等场所。从未来周界防护技术的发展来看，脉冲型或张力型电子围栏、振动电缆、泄漏电缆等传统的周界防护产品逐渐被具备智能探测技术的产品所替代，以智能化周界探测产品为代表的周界防护系统将成为周界防护市场的主流。可以预测，由于振动光缆产品的众多优越特性，决定了它在周界安防市场中将异军突起，将很快发展成为周界安防产品的主流产品之一。三、振动光缆的技术特点一般认为，光纤作为光波传送的载体或介质，当外界干扰作用于光纤时，光纤传输的光特性也会随之相应的变化；通过专门的光路构建和信号解调技术可以有效的探测光纤传输特性的变化，主要包括衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间等传输特性的变化，进而达到监控外界触发事件的目的；其中，主要的外界事件可以包括：拉伸、位移、折断、振动、冲击、温度变化等等。振动光缆探测产品安装十分简单，通常是将光缆敷设在周界监控区域的篱笆、围栏、墙壁之上或者埋在地下，当有人要侵入到防护区域时，即便是最轻微的动作，也会对光缆中的光纤产生扰动，这种扰动必然导致光信号传输发生变化。通过光缆采集到的这种扰动信号，传输给报警设备，经由复杂的检测计算，对环境扰动作出智能判断后发出报警。显然，振动光缆探测技术与传统的电传感技术相比，光纤振动探测技术具有明显的优点，主要包括：1) 探测光纤对外无信号辐射，没有电磁泄漏，同时不会受到外界的电磁干扰。2) 具备入侵事件定位能力，可以对事件现场进行定位，监控的距离长达几十公里。3) 可以设置针对特定动作的探测，因此有效的降低误报，有效的滤除天气、有规律的机械振动的干扰。4) 光缆传感器适用化学腐蚀、易燃易爆的特殊环境，对环境温度适用范围大，温度适应范围达到-40到+70，使用寿命最长达10年以上。5) 安装施工简单，可以采用明线铺设或暗埋，特别是振动光缆采用被动探测无泄漏，可以方便伪装，不宜被探测。基于上述特点，振动光纤产品可以进入一些以往周界防护产品很少进入的领域，例如大范围的水中防护、长距离管线监控、以及强电磁干扰环境下的区域防护等等。特别是振动光缆探测技术采用了模式识别技术，从而具备针对特定周界入侵行为的探测能力，有效排除干扰，实现了传统技术难以实现的技术目标。四、振动光缆产品的优势在较早的周界防护产品市场中，一般采用振动电缆技术和红外对射技术，之后发展为采用泄漏电缆技术、微波对射技术；相对来说，振动光缆探测技术是在这些产品的基础上不断改进发展而形成的最新技术，因而更有优势。从性能上讲，振动光缆较传统周界防护产品具备如下优点：1、 较低的误报率，系统误报率小于2%。2、 工作环境要求低，系统环境要求低，可水中环境、腐蚀环境、易燃易爆环境。3、 安装维护简单，无电磁泄漏，不宜探测，可隐蔽铺设。4、 探测范围大，系统的单防区探测距离为2000m。5、 使用寿命长，系统寿命为3-4年。此外，振动光纤探测技术具备有自身独特的优势，主要包括：1、 对外无辐射、完全不受电磁干扰。可在化工厂、油库、弹药库等化学腐蚀、以及易燃易爆的特殊场所应用。2、 可以通过内建的智能分析探测特定入侵行为。可将小动物、风、雾、雨雪等外界环境因素的影响滤除出去，只将特定入侵信号保留，极大的降低了系统的误报率，同时提高了产品的稳定性。表4-1 振动光纤探测技术与传统周界探测技术的性能比较序号名称误报率预估稳定性环境要求设备维护一般探测距离电磁干扰影响风、雾、雨等恶劣天气1振动光缆2%强低简单2000米无影响智能分析无影响2电子围栏NA一般较高高200米无影响无影响3泄漏电缆30%低高高200米有影响地埋无影响4振动电缆20%一般一般一般300米有影响有影响5红外对射50%一般高高150米无影响影响很明显6微波对射40%一般高一般200米有影响影响很明显 通过比较目前市场上所使用的周界防护产品，我们不难看出，传统周界防护产品在原理上、使用上都存在着弊端，这些缺点被新型的振动光缆探测技术所弥补，采用振动光缆探测技术的产品性能优势明显，其实用性、可靠性远超传统产品。五、振动光缆主流产品的对比近年来，国内厂家逐步意识到振动光缆产品存在的巨大市场潜力，一些有前瞻性的公司就开始介入这一领域，由于光纤振动信号分析技术相对门槛较高，国内的振动光缆产品的功能、性能参差不齐。目前，在国内生产振动光缆产品的代表性公司主要包括：北京汉科云端、美国方博、FFT、吉斯、京安能、复旦智能、光谷奥源、业祥等。下面列出国内主流振动光缆产品在实际使用中不同特点的对比。1、 单/双防区型产品单路防区振动光缆产品主要由端探测光缆、光信号发射模块、光信号接收模块、放大模块、信号处理模块、报警模块、电源模块等几部分组成。双路防区型产品主要由单路防区设备按照双路配置而构成，其优点在于双路配置的探测精度远高于单路设备。单/双防区型产品主要用小周界范围（2000m以下）的安防方案，主要针对别墅、办公区、油库等短距离的周界防护。表5-1 单/双防区产品部分特性比较产品公司光纤熔接振动光缆引导光缆前端智能判断施工要求调试操作视频复合Android联网汉科云端无需2芯无自带智能分析低智能触屏有有美国方博需要1芯无需中控设备高PC软件无无澳洲FFT需要3芯NA需中控设备高PC软件无有复旦智能需要1芯3芯需中控设备高PC软件无无宁波诺可需要2芯2芯需中控设备一般PC软件无无京安能需要3芯无前端分析判断一般PC软件无无业祥需要3芯无前端分析判断一般按键操作无无2、 防区定位型产品防区型定位产品一般由前端探测部分、中心控制部分、以及控制部分组成。前端探测部分采用单/双分区类似设备。中心控制部分安装有具备模式识别的智能分析软件，根据所采集到的现场信号有效的识别出周界入侵行为，实现入侵事件的防区定位功能。通常中控室的中央控制设备能监控多个周界的入侵，系统前端的光纤设备将多个防区的探测光缆连接起来，实现多防区的定位。系统控制部分可联结视频监控系统或其他安防系统，实现视频监控联动、以及广播音响、警灯警笛等设备的联动。防区定位型产品适用于稍大（约10km）的周界范围，主要针对一些大型变电站等强干扰场所，或厂矿大型企业的周界防护。表5-2 防区定位产品部分特性比较产品公司光纤熔接16防区型振动光缆芯数施工要求现场调试视频复合Android联网汉科云端无需4芯简单普通人员有有美国方博NANANANANANA澳洲FFTNANANANANANA复旦智能需要48芯复杂专业人员无无宁波诺可NANANANANANA京安能需要28芯复杂专业人员无无业祥需要28芯复杂专业人员无无3、精确定位型产品精确定位型产品是以一条探测光缆做为探测介质，通过中心控制主机加精确定位分析的智能软件，引入了信号分析算法，根据所采集到的现场信号有效的识别出外界振动源的性质，实现周界入侵的精确定位，可区分多个点位同时入侵，其性能远超过传统周界报警设备。精确定位型产品适用于超长距离（40km以上）的周界防护方案，主要用于边防、输油输气管线、重金属污水管道、自然保护区等大范围的周界防护。表5-3 精确定位产品部分特性比较产品公司光纤熔接光缆芯数定位精度同时探测防区数（40km）施工要求现场调试视频复