核设施周界报警系统导则.doc
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1、核设施周界入侵报警系统(导 则)核安全局 目 录1 引言 (1)1.1目的 (1) 1.2范围 (1)2 基本原则 (1) 2.1依据风险等级及设计基准威胁原则 (1)2.2 结合现场环境条件原则 (1) 2.3有效性,可靠性和可扩容性原则 (2)3 基本要求 (2) 3.1探测单元 (2) 3.2 传输单元 (4) 3.3 报警及显示单元 (4) 3.4 报警复合单元 (5) 3.5 控制单元 (6) 3.6 电源 (6) 3.7系统测试 (7) 3.8 维护 (7)4 几种常用的周界入侵报警系统 (7) 4.1 微波报警系统 (7) 4.2 主动红外报警系统 (9) 4.3 电场报警系统
2、(10) 4.4 开口同轴电缆报警系统 (11) 4.5 拉紧线报警系统 (12) 4.6 振动或张力报警系统 (13) 4.7 光纤报警系统 (14) 4.8 视频移动报警系统 (14)5 周界入侵报警系统的测试 (16)附件(17) 名词解释 (27)1 引 言 1.1 目的核设施的周界入侵报警系统是实物保护系统的一个重要组成部分,是防止外界入侵的关键所在。其的设计和安装是否合理,直接关系到整个实物保护系统的有效性,关系到核设施的安全。编写本导则的目的是为合理设计、安装核设施周界入侵报警系统提供一个指导规范。1.2 范围周界入侵报警系统通常由探测、信号传输、控制、显示、报警复核、记录以及电
3、源等单元组成。本导则着重于探测单元的描述。对于其它单元,除给出基本要求外,不做更多的具体描述。本导则适用于所有民用核设施的周界入侵报警系统。2 基 本 原 则在设计和安装该周界入侵报警系统时,应遵循本节所述的基本原则。2.1 依据风险等级及设计基准威胁原则风险等级及设计基准威胁是设计系统时必须考虑的两个重要因素。不同风险等级的核设施有不同的保护要求,应做不同的设计;风险等级相同的核设施,针对不同的设计基准威胁,系统的防卫能力应有所不同。2.2 结合现场环境条件原则 任何一种周界入侵探测器均有其适合的运行环境(包括地形地貌、气候、本底噪声、土壤、野生动物以及植物等),不可能单独有效地运行在所有环
4、境下。因此,在设计和安装系统时,应根据现场的环境条件,选用合适的探测器并进行合理安装。在选择周界的探测器时,应考虑以下几方面环境因素:1)周界屏障及隔离带状况;2)土壤类型和状况;3)周界所适宜划分的探测段段数及探测段长度;4)附近的公路、机场、河流、铁路及其交通情况;5)穿过周界的排水沟、管道、埋设线及公用设施情况;6)当地的雨、雪、雾、风沙、雷电以及冰冻等情况;7)当地的极端气温;8)周界及其附近野生动物的活动情况;9)附近的电磁干扰情况。2.3 有效性、可靠性和可扩容性原则 系统应能有效地探测和报警入侵事件。无论入侵者从周界的那一条路径、以何种入侵方式入侵,系统的探测概率和误报率均应符合
5、规定的要求。为此,在设计系统时,应合理选择探测机理不同而性能互补的传感器,将它们组合使用并合理安装,以保证整个周界各探测段有效、均衡的探知能力。系统应具有可靠性。在正常的气候变化条件下,系统应保持其有效性。为防止通过人为手段使系统失效或来自大自然的破坏,系统应具有防窜改、防雷电等自保护能力和自检能力。系统应具有可扩容性,为以后可能因设施风险等级提高或设计基准威胁变化而需对系统进行扩容留有余地。 3 基 本 要 求周界入侵报警系的各单元应满足本节中对各自的基本要求。3.1 探测单元3.1.1 设计要求1)为有利于测试、维修、报警复核及响应,应将周界分成若干探测段,使每探测段能独立进行探测报警和报
6、警复核,以使得当周界的某探测段在进行测试和维修时,周界的其余探测段仍具有探测能力。探测段的划分应根据以下几方面因素来确定:a) 周界范围;b) 探测器探测范围;c) 若用视频复核系统来进行报警复核,应考虑摄相机的位置、方向以及有效监 视范围; d) 便于测试和维修;e) 探测段长度通常不宜超过100米。2)相邻探测段间不应存在探测盲区。3)为减少某些类型传感器的噪扰报警和便于报警复核,探测区域及报警复核区域的视野应清晰,不应有树、灌木、较高的草类植物以及其它障碍物。4)探测带设计应考虑以下因素:a) 在探测带的任何位置,其探测区域的底部与地面的距离通常不应大于15厘 米,以消除入侵者沿地面爬过
7、而不被探测的可能性;b) 应使得各种物体如屏障、探测器的底座、灯柱以及天然生长的植物(如树木), 不会被入侵者借助来从探测带上方越过或作为隐蔽体来躲避报警复核;c) 探测带应尽量远离人员及车辆交通要道;d) 对易受电磁场干扰的探测器(如电场、开口同轴电缆等系统),应考虑避免 周围会引起电磁场波动的强干扰源(如大的变压器和变电站等)的影响。3.1.2 性能要求 1)探测单元是周界入侵报警系统最主要的单元,它的性能直接关系周界入侵报警系统的性能。衡量探测单元有效性的主要指标是探测概率和误报警概率。系统的探测概率应符合如下要求:在指定条件下,每个探测段对入侵的探测概率在95%的置信水平下不低于90
8、。探测概率与系统的探测灵敏度的设置是密切相关的。系统的灵敏度设置得愈高,则探测概率相应愈高,误报警率和噪扰报警率亦愈高。因此,在保证探测概率的同时,还应保证系统的误报警率和噪扰报警率低于如下标准:在通常情况下,每探测段的噪扰报警或误报警每天不应超过1次。2)探测装置应具有防破坏、防窜改、防雷电等自保护功能和自检功能。3.2 传输单元3.2.1 设计要求1) 采用有线传输的系统,应对传输电缆采取物理保护和监管措施。2) 应尽量减少被传输信号的衰减,必要时应考虑采取衰减补偿措施。3) 传输单元的设计应给扩容留有余地。3.2.2 性能要求1) 传输系统应保证被传输的信号不失真和不丢失,信号的衰减不应
9、超过规定的要求。2)传输系统应具有自检、巡检功能。3.3 报警及显示单元3.3.1 设计要求该单元应给出以下各种事件的状态显示:1)正常状态指示;2)当发生外界入侵时,应同时给出声、光报警显示,还应显示报警发生的部 位;3)各探测区域设防和撤防状态的指示;4)当主电源发生故障,切换备用电源时的指示;5)发生任何使系统无法正常运行的故障(包括自然故障和人为故障)时的 指示;6)由电源引起系统中的任何一部分不能正常运行时的指示;7)发生任何使设备不能正常运行的窜改(如使探测器电路开路、短路或接地等) 的指示;8)传输信息失败的指示。3.3.2 性能要求所要求的信号显示应准确、可靠、明显和便于识别。
10、3.4 报警复核单元报警复核通常可分为视频图像报警复核以及人员现场报警复核。本节给出对各自的基本要求。3.4.1 视频图像报警复核1)设计要求a) 视频图像报警复核系统应至少含有视频图像采集、传输、控制、显示和记录 等主要部分;b) 用于获取视频图像的摄像机应合理分布,其监视范围应覆盖整个周界的探测 区域,不应有盲区;c) 摄像机的设置应保证能获得被复核区域的清晰图像,必要时应配备带云台的 摄像机来辅助固定摄像机,以实现更大范围、更灵活的监视;d) 应既能进行手动画面切换也能进行与报警信号连锁的自动画面切换,保证在 发生报警时,在显示器上能即时观察到报警地点的实时图像;e) 应具有多画面分割显
11、示;f) 应能将重要信息存储和记录。记录设备应有不可修改的系统特征信息,如系 统“时间戳”、必要的跟踪文件等,以保证系统记录资料的完整性和可追朔 性;g) 必要时应配备声音复核手段与其配合使用;h) 应具有自检功能和防窜改功能。2) 性能要求a) 当发生入侵报警时,应能即时地显示被复核目标的图像。图像的显示与现场 事件发生之间的延迟时间应符合相应的标准。b) 应能清晰地显示被复核目标的图像,并能保持图像信息的完整性和实时性, 即无论中间过程如何处理,应使最后显示的图像与原始图像保持最大的相似性 (包括事件特征、色彩、轮廓、灰度等)。3.4.2 人员现场报警复核的要求 在不具有视频报警复核的场所
12、,可通过设固定岗哨,采用人员现场报警复核的办法。固定岗哨的设置应满足以下要求:1) 岗哨位置应保证岗哨能及时清晰地观察到所要监视的区域;2) 岗哨应能即时得到报警信息并能随时与保卫控制中心取得通讯联系。3.5 控制单元3.5.1 设计要求1) 应能实现对如下各部分的控制:a) 探测系统(如各探测区域的设防和撤防) ;b) 报警复核系统(如各被监视区域画面的切换、显示器上固定或时序显示的控制以及对带云台的摄像机的控制等);c) 报警及显示系统;d) 通讯及网络系统(如信息的传送或中断的控制);e) 电源系统、信息传输系统、信息储存、记录、打印系统及其它辅助设备(如 主电源和备用电源的自动切换;启
13、动或暂停辅助设备等)。2) 控制系统应留有扩容的余地。3.5.2 性能要求每项控制应即时、准确和可靠。3.6 电源3.6.1设计要求1) 除了主供电电源外,还应有备用电源。2)备用电源可以是下列之一或其组合:a) 发电机;b) 不间断电源;c) 电池及充电器。3.6.2 性能要求1) 备用电源的容量至少应能保证系统连续正常工作24小时。2) 主电源不能正常工作时,应能自动切换到备用电源,而不引起报警。3.7 系统测试为确保系统始终能有效地运行,应按照 “周界入侵报警系统的测试”一节中的要求,定期对系统进行测试。3.8 维护 为了减少故障,确保系统常年有效运行,平时应对系统的探测、信号传输、显示
14、、控制、通讯、以及报警复核、电源等单元进行有计划的预防性检测和维护。这些检测和维护应能在运行中进行。运营单位应制定在运行中进行检测和维护的程序。负责检测和维护的人员应按程序进行及时的检测和维护。4 几种常用的周界入侵报警系统4.1 微波报警系统4.1.1 概述 微波周界报警系统是视线式的、立体探测的系统,它分收发分置和收发合置两种。由于收发合置的微波探测器的使用范围受到限制,在室外,它们一般只用于周界的出入口或收发分置微波接力探测网路的“盲区”的辅助探测。用于周界报警的通常都是收发分置的。一个微波周界报警系统包括微波发射器、微波接收器、信号处理、信号传输、与报警装置相连的输出单元以及电源等几部
15、分。为了减少周围的射频信号引起噪扰报警,微波束必须经过调制,接收器的响应也应只限于选定的频率。对单独一对收发分置的微波探测器来说,通常在微波发射器和接收器下方都有一段盲区,应设法消除。微波探测系统为视线式系统,在探测区内,像小丘、高出地面的障碍物以及沟和凹地等均会为入侵者提供隐蔽场所。在微波束经过的路径上,像杂草、灌木之类的物体的摇摆均有可能引起噪扰报警。以上这些情况都应加以排除。此外,未拉紧的、在风中摇晃的周界栅栏以及地面上积的雨水或溶化的雪水在风中产生的波动都可能引起噪扰报警。因此,周界的栅栏网应拉紧。探测区的地面应有一横向坡度,以利于排水。4.1.2 性能要求 不管入侵者采用走、跑、跳、
16、爬滚的方式从探测区域通过,都应能被探测而产生报警。4.1.3 安装要求安装发射器和接收器的地段应地形平整。发射器和接收器的安装高度应符合规定的要求。此高度可根据所用微波系统的天线形式稍作变化,以获得最佳的有效探测范围。发射器和接收器的高度及其方向应能自由调整,以保证两者之间的准直。每部分组件都应安装牢固。发射器和接收器都不应安装在周界栅栏上,应安装在隔离带内。发射器与接收器之间的距离应按照厂家说明书的要求以及现场的具体情况来选择,一般不要超过100米。应根据周界的具体情况来选择适合的微波束形,以保证既能有效地探测入侵行为,又避免由隔离带以外的合法的运动物体(如行人、车辆)引起噪扰报警。 在安装
17、发射器和接收器时要注意防止入侵者由外栅栏顶部从微波束上方跳过而躲避探测。为此,应使得微波束离开外栅栏一定的距离。对于2.5米高的周界栅栏,通常要使微波束中心离外栅栏至少2.5米。接力的微波网络的相邻两段微波束应有足够的相互重叠部分,以消除盲区。其重叠量应根据天线的式样以及装置所在高度而定。在重叠区内的器件应或者都是发射器,或者都是接收器,以减少干扰。应使每段的发射器和接收器及其支柱都处在微波束的探测范围内。对于无法实现重叠的地方(如探测段一端为建筑物)应采用其它补救的办法(如安装多普勒探测器)来消除盲区。4.2 主动红外报警系统4.2.1 概述用于周界入侵报警系统的通常是多束主动红外装置,它是
18、视线式的,主要由红外发射器、红外接收器、信号处理、信号传输、与报警装置相连的输出单元及电源等部分组成。雾、雨、雪及沙尘暴对红外线有衰减或弥散作用,它们的出现可能引起噪扰报警。遇到此类情况时,应将系统设置在能适合有严重大气衰减的运行状态。发射器和接收器的面板上沉积的灰尘以及凝结的冰、霜等都会起衰减作用,应及时加以清除。阳光照在接收器上有可能引起报警,接收器上应有遮光罩,防止阳光照进接收器。在红外束的传播路径上的灌木、树、杂草以及积雪等都会干扰红外束。应将这些干扰因素消除。4.2.2 性能要求不管入侵者是以走、跑、跳、爬还是滚的方式通过探测带,系统都应能探测到并发出报警。系统在其规定的最大探测范围
19、内,当红外束被大气衰减到不低于原来束能的1/20时,应能按上面所述要求正常运行。4.2.3 安装要求周界的红外入侵报警系统应采用多组红外发射和接收器组成红外墙。在安装时,应保证在任何地方,其最下方的红外束不应高于地面15厘米,最上方的红外束不应低于地面以上2.5米。束与束间的距离不应大于20厘米,以保证当入侵者从其间通过时,必定会被探测到。 发射器与接收器之间的最大距离应保证当出现当地典型的对红外束有严重衰减的天气时,系统能正常运行,一般不要超过80米。红外束下方的地面应能防止入侵者采用挖沟的方法进入。发射器和接收器应牢固安装(最好装在埋在混凝土台中的坚实的柱子上),如果系统高度超过2.5米,
20、还应专门加固,以防由于振动引起噪扰报警。为防止入侵者借助发射器和接收器的立柱从其上方越过,应在每个发射器和接收器的立柱上装有压力传感装置,或者使这些立柱处于报警探测器的监控之下,,以保证一旦发生上述情况时便发出报警。4.3 电场报警系统4.3.1 概述电场周界入侵报警系统属立体探测的、地形跟随的系统,它包括如下几个主要部分:电场线;用来激励电场线的电场发生器;电场感应线;感应滤波器和放大器;鉴别单元;与报警装置相连的输出单元以及电源。电场发生器激励电场线在电场线和感应线间产生一个全方位的电场。当有人接近系统时,便使电场的分布发生变化。安装在所发射电场范围内的感应线探测电场所发生的变化。如果这一
21、变化发生在人的移动频带内,则产生一个报警信号。电场探测系统的探测范围的宽度很大程度上取决于目标物的大小。通常大约在电场线两边各0.6米的范围。4.3.2 性能要求感应线对体重在35公斤以上入侵者的有效感应范围至少为0.5米。不管入侵者是从感应线下方、从电场线和感应线之间还是从感应线上方(只要在其感应范围内)通过,系统都应能发出报警。系统的最大探测高度不应低于2.5米。4.3.3 安装要求为了获得高的探测灵敏度,便于报警复核和响应,每个探测段不应超过100米。系统可安装在金属、塑料或木柱子上,要采用专门设计的绝缘子,保证在柱子发生小的晃动时不致引起线的扰动。线必须由高强度的弹簧拉紧,使得当线受到
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