北京奥运会场馆周界防范采用红外线幕墙.docx
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北京奥运会场馆周界防范采用红外线幕墙
北京奥运会场馆周界防范采用红外线幕墙
2008年北京奥运会是国际级别的、规模庞大的、影响重大的社会公共活动。
在当前国内外反恐形势日益严峻的大环境下,会议期间各项活动所涉及的近百个场所安全防范的重要性愈显凸出。
作为整个安保体系最基础的周界防范器材――入侵探测器,由于直接安装在各个场所的外围,既要实现第一线的入侵防范功能,又要面对公众观感、与喜庆氛围在视觉上相配合,从而承受功能,外观、可靠性等多重压力。
是什么因素促成了北京奥运会所有周界的防范都采用红外线幕墙作为入侵探测器?
如此大规模的应用,有什么值得参考的经验呢?
一、奥运会场馆周界防范的特点
1、场所数量多、占地面积大、防范等级高
北京作为第29届奥运会的主办城市,共启动了含主场馆在内的98个场所(包含比赛/训练场馆,人员食/宿/活动区域、公共安检区域、交通工具停放区域、药检区域、指挥/通讯/水/电供给/物流存储配送等配套设施区域、媒体工作区域等),其周界总长度约150公里。
如此众多的场馆规模,在奥运历史上是前所未有的;如此长度的周界防范工程也是空前规模的。
本届奥运会来自世界各国的政要,运动员/教练员/裁判员、各国新闻媒体,各国观众等构成庞大的人流数量,在奥运历史上也是第一的。
由此可见本届奥运会的防范等级之高、实现难度之大也是奥运历史上前所未有的。
为了达到万无一失的要求,在周界防范系统验收的最初阶段,专家们甚至使用了直径为20厘米的圆柱形不透光物体在红外线幕墙防范区域从下至上移动模拟入侵,检测周界防范系统的严密程度。
2、场馆周界地形与工程环境复杂多样
北京奥运会的98个场所分布在市区内、外,在建筑性质方面有专门新建场馆、旧场馆改扩建、临时建筑修建之分;在周界地形方面有直、弧、转折,地势方面有平坦、起伏、坎,坝,沟、湖,河之变;在地质方面有混凝土/泥/沙等基质之异;各个场馆外部围护体有实体墙/通透钢围栏/临时铁围网等材质与造型之别;各个场馆的防范周界有长度不等之差。
比如大部分防范区域位于规整的人、车行道旁,目测感觉整体地面平坦,但是使用水准仪观察,可以观测到所有防区两端红外线幕墙的安装基面均存在高差,其中大部分小于20厘米:
而水上项目、山地/公路自行车以及铁人三项等赛场周界相当多防区起伏大,某些防区两端红外线幕墙的安装基面高差可达1~2米;某些场馆如铁人三项西侧某防区、垒球赛场个别防区,红外线幕墙防范区域上出现坎/坝地形;相当多的场馆,尤其是在旧场馆基础上改/扩建的场馆,周界防范区域里往往还有不允许砍伐的绿化物,奥体中心、空港物流中心等超过半数场所,其部分周界防范区内存在绿化带,水上项目,山地自行车等个别赛场的大部分周界几乎就是野外草木丛生的泥土地面;垒球赛场部分周界防范区域紧邻停车场……
3、产品的目标与环境因素不相同
目标/环境因素是笔者多年以来根据产品应用实际总结的,评价探测器的要素之一。
其定义是:
在探测器覆盖区域内,可能触发入侵探测器报警之物质――人,车、动/植物、水/电管路等诸要素的集合。
由于每种入侵探测器的探测覆盖区域、敏感的物理参量和感应特性均不相同,所以各自的目标/环境因素也完全不同。
比如遮挡式微波及各类感应线缆类入侵探测产品的探测覆盖区域是一条具有相应宽度的立体带状区域,由于遮挡式微波探测器感应特性是对于探测覆盖区域附近移动的物体,如果在人/车行道边安装使用,正常过往的行人/动物或车辆就成为目标因素,即使其行(运)动不穿越周界,也会引起报警;又比如,泄露电缆的探测覆盖区域是一条具有相应宽度的立体带状区域,对于电磁量的变化敏感,如果其防范区域内有水/电管路,一旦水/电流量产生变化,就可能成为相干的环境因素而引发报警;再比如,主动红外线入侵探测类产品的探测覆盖区域是一条没有厚度的理想的带状区,不穿越其防范周界、正常行动的行人/大型动物或车辆不会成为其目标因素,但是如果防范区域是泥土地面,生长起来的植物就成为其相干的环境因素;对于遮挡式微波探测产品而言,其防范区域内地表甚至地底的金属也是其相干的环境因素,会引发误报警;还有,声波/超声波入侵探测类产品的探测覆盖区域是距离与形状均不确定的立体空间,任何声波波长、声压强度和声波波形符合其触发条件的声源,都是其目标因素。
由于奥运场馆周界存在着前述的复杂环境,作为目标与环境因素,必然对于探测器的选用形成了相应的制约。
4、人性化要求高
科技奥运、人文奥运是中国政府对于国际奥组委的承诺。
周界防范如何与欢庆、祥和的氛围相呼应、如何体现安防科技与人文的交融,也成为本届奥运周界防范设计与器材选型必须兼顾的重要条件。
人性化首先应该体现在产品对人体无伤害性。
红外线幕墙使用940nm的近红外非相干光源为防范介质,辐射安全剂量符合国家标准GB10408.4-2000第4.4.5款规定的“在离发射机任意距离处,红外射束内任意点上的峰值功率密度不应超过6mW/cm2。
”指标,所以对人体没有任何伤害性;人性化还体现在产品观感方面。
红外线幕墙产品采用灯柱造型,在美观、隐蔽防范,在实现防范功能的同时提供照明与景观的功能的特点,使其具有最好的景观匹配性。
5、可配套性要求高
红外线幕墙产品作为周界防范系统的前端探测器材,必须与后续的报警控制器配套才能发挥作用。
本届奥运会49个周界使用的报警控制器中,主要以奥运赞助商GE的产品为主;但是本着绿色奥运节约的原则,如果业主方已经配备了安全报警系统的,就继续使用。
因此,红外线幕墙产品还要与其他多种品牌报警控制器配套使用。
本届奥运会周界防范系统采用了“小周界预警的防范模式”,其系统构成框图如下:
二、系统功能的描述
前端由10光束红外线幕墙构成高度为2米的隐形围墙式的防范,每个防区长度不超过100米,通过总线制报警控制器与视频监控设备组合构成实时联动预警系统。
当某防区由于入侵或其他原因触发报警时,该防区的图像自动在监控中心的屏幕上弹出,并以声响等方式提示值班人员及时观察报警信号联动的现场图像,根据观察到的实际情况及时地作相应的处置。
为节约录像存储空间及传输图像的数据量,在红外线幕墙未被触发时,视频监控设备不采用实时录像,当红外线幕墙被触发时,再采用实时录像。
1、关于周界防范入侵探测器材选型
a)器材的合法性
红外线幕墙全系列产品(2、4、6、8、10束/10、30、60、100米)均通过了国家强制性认证的检测,同时获得证书(证书编号:
2007031901000190),奥运安保部门从中主要选择了防范高度最高的10光束、防范距离100米的产品。
b)防范的严密性
红外线幕墙产品采用了自主知识产权的发明专利技术,对红外线防范射束进行了“每束红外线编码方式完全不同的”编码调制,在对2米的高度实施防范时,采用10根间隔约20cm的红外线射束,当任意相邻的两条红外线射束被完全遮断时产生报警,相当于整个2米高度有9个连续防区,不仅防范界面足够高、防范严密程度也足够高;并且由于外部透光筒的PC材料添加了特殊色料,只能透过红外光而不透可见光,肉眼无法看见探测器的防范方向,增强了隐蔽防范的功能。
专利产品实现了高防范界面的、严密而隐蔽的防范。
c)地形的适应性
入侵探测器的设计/选用原则是,其安装、布设能够适应防范区域内地形、地物的形态。
使其既可以避开障碍物又可以沿地形走势构成有效防范屏障。
针对前述场馆周界地形/地物复杂多样的特点,自主知识产权实用新型专利红外线幕墙的结构,在灵活调节方面实现了国家标准规定之外的特殊要求:
在红外线幕墙的内支撑架上分设有两条用于固定探测器的调节槽,不仅可以安装防范两个方向的探测器,而且还可以沿着调节槽分别随意调节不同防范方向探测器的高度,对于缓慢起伏和坎/坝地形,此结构可以实现对不同防范方向高/低差补偿;同时各个防范方向的探测器还可以沿水平面实现120°无级旋转,在大规模安装施工中,遇到周界走向不规则转折情况时,基本可以不挪动底座的安装位置,就轻松实现与相邻红外线幕墙之间的对准;红外线幕墙系列产品的防范距离还分别有30米、60米、100米多种规格可供选择,以求配合周界地段转折的不同距离。
对于大坡度起伏的地形,红外线幕墙系列产品备有防范射束的角度可以调节的品种(可以调节的范围达±30°)。
d)功能与实用性
从外形美观考虑,红外线幕墙产品透光筒直径选定为140mm。
受到这一尺寸和保证两个探测器沿水平面实现120°无级旋转的双重限制,高度达到2.55m的红外线幕墙的内支撑架,其横截面尺寸及可占用空间非常有限,还要在其顶部加装摄像机和装饰灯头(灯头最大直径0.6m),因此对其抗桡度有相当高的要求,采用了专利技术的内支撑架结构具有坚固、抗桡度高的特点,实现了质轻与高度/强度的统一,满足了上述多功能与实用的统一。
三、工程维护
1、产品特性的明确表达及实际指导
植物是本产品应用中最大的障碍,自然成为工程维护中最频繁出现的“故障原因”。
从2006年8月丰台体育中心开始安装应用以来,维护中遇到的植物阻挡占了近80%,甚至到了临赛时间的8月7日早晨,我们接到工人体育馆的故障报告立即赶到现场,经过检查确认,问题出在地面花叶长高和顶部树叶生长下垂两方面都阻挡了红外射束,简单清除后系统立即恢复正常。
在施工和维护中,我们通过现场排查,结合实际说明及时清理植物等障碍物的必要性、有效性。
使现场维护人员在遇到产品误报警时,把排查物体阻挡作为首要动作:
清理植物也成为现场维护人员自觉的、经常的工作。
奥运开赛以来,只有水上项目发生一起报告故障,最后确认是植物阻挡的事件,其余场所无一例发生。
2、工程预留快速恢复方法
由于多数防线位于人行道或车行道边,在工程实践中发现,安装基座自重虽然达200多公斤,但是当底部不平,并且放置在硬质路面上时,由于接触面积小而在外力作用下容易产生位移,造成红外射线偏移,引发误报警。
我们要求施工方对于安装基座与硬质路面之间用水泥固封;对于不容许使用水泥固封的地段,在安装基座与硬质路面之间用填塞硬质片状物体垫实,增强稳固性;并规定采用喷漆标记方式,当安装基座被外力移动后,可以通过对喷漆记印复核而实现快速、准确复位。
抓住关键环节,既有效保障了施工的质量,又能为工程维护奠定便利基础。
3、选用优质材料
红外线幕墙的透光筒选用了优质的进口PC(聚碳酸酯)材料,具有防止阳光照射/严寒等环境老化的功能;更兼有抗暴力击打/抗撞击/抗撼动等破坏的功能。
有两个关于透光筒的小事故,说明了选择优质材料对于工程维护带来的好处。
4、产品设计严格遵守国家标准
红外线幕墙产品设计严格执行了国家标准GB10408.4-2000第4.1.7款探测距离b项规定“室外用:
主动红外入侵探测器的最大射束距离应是制造厂规定的探测距离的6倍以上”的规定,使产品的红外线防范射束有足够强的能量去抵御赛期内强烈阳光、水蒸气、局部强对流天气(狂风,暴雨)的干扰,而不发生误报警。
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