在不同的國家，不同類型的場所，經(jīng)常使用不同結(jié)構(gòu)的圍欄，用于符合特別的外觀要求或安防等級，達(dá)到延緩入侵（阻擋入侵）或探測的效果。因此，有必要簡要地說明如何在不同類型的圍欄上安裝光纖振動探測系統(tǒng)，并且進(jìn)行功能介紹。例如，在某些國家使用的是術(shù)語所稱的“鐵藝”或裝飾性金屬圍欄的圍界，上面帶有方型或管狀圍欄橫桿和立柱。我們發(fā)現(xiàn)這種圍欄被廣泛應(yīng)用在VIP住宅和工業(yè)、企業(yè)總部等地，保證了外部的美觀。還有一種圍欄類型，術(shù)語稱作“木柵式”的圍欄，組成部分一般含有垂直或拱形軋制鋼板條。這樣的圍欄多用在英聯(lián)邦國家的從管道站到工業(yè)區(qū)。另外一種圍欄，主要部分是金屬網(wǎng)面板，多見于歐洲的工業(yè)場區(qū)和北美國家。為了應(yīng)對新式的入侵威脅，更有特制的結(jié)構(gòu)和變形圍欄來達(dá)到較高的安防等級，例如嵌入式車輛防撞欄，尖頂圍欄。這些都需要特別加以考慮。

在布設(shè)光纖振動探測系統(tǒng)時，除了區(qū)分圍欄類型外還要注意光纜的安裝方式。例如，光纜一定要完全且服帖地固定在圍欄上，防止被輕易破壞，同時還要注意不能影響圍欄的美感。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
以新近發(fā)布的基于光纖傳導(dǎo)的傳感器產(chǎn)品Intelli-FIBERTM光纖振動探測系統(tǒng)為例，它是獨(dú)特的光纖探測技術(shù)的升級版本，全絕緣、非傳導(dǎo)，使用最新的技術(shù)，防雷擊、防電磁干擾，并且沿周界進(jìn)行高靈敏度的探測。感應(yīng)光纜與數(shù)字處理器連接。

產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)為該系統(tǒng)的上一代產(chǎn)品Intelli-FLEXTM處理器模塊的改進(jìn)型設(shè)備，其可以非常容易地把原有的基于靜電的系統(tǒng)升級為光纖系統(tǒng)。圖示1是該系統(tǒng)的光纖探測原理的簡單示意，其以Rowe的論著為基礎(chǔ)。

本系統(tǒng)采用偏振探測方法，與過去的相位探測、光束以及圖形等探測方法相比，這種方法即使在低光能的情況下也可以保證高探測靈敏度的一致性。系統(tǒng)中使用的是多元傳感光纖，能夠保證整個周界探測的可靠性和均一性。Leach在已發(fā)表的論文中對重要目標(biāo)進(jìn)行了討論，并且提供了全光纖圍界的選擇方案。

技術(shù)特點(diǎn)
該系統(tǒng)包括可獨(dú)立安裝的傳感器系統(tǒng)，使用DC電源工作，以及可以繼電器觸點(diǎn)方式提供報(bào)警信號輸出；或者可通過并行通信方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)工作，然后輸出的報(bào)警信號被連接到控制中心和中控室的顯示設(shè)備上。系統(tǒng)還能提供可選的輔助音頻輸出卡，對特定的防區(qū)進(jìn)行音頻監(jiān)控響應(yīng)；系統(tǒng)還可配置氣象模塊，支持自適應(yīng)的探測運(yùn)算法則，以補(bǔ)償本地區(qū)風(fēng)力等氣候因素的影響。

在信號的處理過程中，接收的信號要通過傳輸頻帶的過濾，有條件地對入侵信號進(jìn)行數(shù)字分析，能夠區(qū)分剪切或攀爬圍欄行為的不同特征。剪切和攀爬的門限值可以分別設(shè)置，這樣可更加降低環(huán)境影響造成誤報(bào)的可能性。此外，自適應(yīng)算法不停地分析背景“噪音”的性質(zhì)和等級，隨時調(diào)整門限值以保證在不同環(huán)境條件下靈敏度的一致性。高級算法也可以自動分析圍欄傳感系統(tǒng)的潛在弱點(diǎn)，指出其具體位置以防被攻破。

運(yùn)行和安裝
該系統(tǒng)的安裝可將單防區(qū)或雙防區(qū)處理器置于戶外機(jī)箱中。傳感光纖被配置在一根光纜中一般每隔30厘米用扎帶固定在圍欄上。備選的音頻卡也可以被安裝在處理器機(jī)箱內(nèi)。傳感器的現(xiàn)場調(diào)試有專用的便攜式測試器，其可以和防區(qū)處理器內(nèi)置的光學(xué)接收分析器直接連接，并可按要求設(shè)置調(diào)整測試的參數(shù)。另外一種遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)式測試方式，使用StarNeTTM測試工具，即可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程校準(zhǔn)，測試結(jié)果同時將修整的參數(shù)記載在各個防區(qū)的處理器中。探測光纜有多種不同類型，在同一護(hù)套中的多根光纖可以有能力同時提供周界探測和數(shù)據(jù)傳輸。[nextpage]

圍欄應(yīng)用
應(yīng)用光纖技術(shù)對入侵者進(jìn)行探測，在大多數(shù)情況下是考慮其與鏈節(jié)式圍欄相結(jié)合，因?yàn)榇祟悋鷻谳^為常見，且成本低，相關(guān)描述見以往論文。但是，除美國以外的其它國家所常用的圍欄類型多種多樣，還有其它新型柵欄。

例如，在某些國家使用的是術(shù)語所稱的“鐵藝”或裝飾性金屬圍欄的圍界，其上面帶有方型或管狀圍欄橫桿和立柱。我們發(fā)現(xiàn)這種圍欄被廣泛地應(yīng)用在VIP住宅和工業(yè)、企業(yè)總部等地，保證了外部圍界的美觀。對于安防等級要求極高的場所，圍欄都加強(qiáng)了安全性，如加高，增加橫桿密度；或者在圍欄頂部加刺和以傾斜拱形來達(dá)到阻止和延緩攀爬的目的?，F(xiàn)在出現(xiàn)一類更加特別的圍欄，橫桿里內(nèi)置了機(jī)動車止動纜，既能夠阻止入侵者，也可以阻擋車輛闖入。

還有一種圍欄類型，術(shù)語稱“木柵式”圍欄，其一般由垂直或拱形軋制鋼板條組成。這樣的圍欄多用在英聯(lián)邦國家和其它歐洲國家。

還有另外一種圍欄，其主要部分是金屬網(wǎng)面板，多見于歐洲的工業(yè)場區(qū)和北美國家。這類金屬圍欄的成本要比鏈節(jié)式圍欄高得多，但是由于連接處非常堅(jiān)固（像焊接網(wǎng)），入侵者試圖破壞就要花費(fèi)更多的時間。還有頂部加裝了刺圈的歐式金屬網(wǎng)圍欄。

每一種圍欄都有相應(yīng)的感應(yīng)光纜的布設(shè)方式，探測性能也可能會不同。

傳感器的設(shè)置
必須強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行周界安防設(shè)計(jì)的時候最好兼顧到安防探測需求和阻擋需求，因?yàn)檫@兩者息息相關(guān)。一般人們都希望盡可能延緩入侵，這一延緩可以為探測到入侵行為后爭取到更長的響應(yīng)時間，同時不引起錯報(bào)或誤報(bào)。例如，在一個極端的設(shè)計(jì)案例中，使用的是2.4米高的松散鏈節(jié)式圍欄，無頂部防護(hù)。這樣的圍欄延緩入侵時間很短，松散的結(jié)構(gòu)也會對聲學(xué)探測傳感器造成誤報(bào)影響，而且對于攀爬者腳步聲的記錄時間也很短。較好的方案是：使用3.7米拉緊的鏈節(jié)式圍欄，并加裝頂刺圈。將一道或兩道感應(yīng)光纜平行布設(shè)在圍欄上。這樣的設(shè)置可以在入侵者攀上刺頂之前就觸發(fā)報(bào)警，而且沒有多余的噪音。當(dāng)然，延緩時間應(yīng)當(dāng)根據(jù)評估時間和響應(yīng)時間來確定，確保響應(yīng)時間不會過短，也不會有太長的延緩（例如，有效撞擊）。

對于聲學(xué)傳感探測和視頻評估來說，理想的圍欄狀況是整個圍欄平面一致。例如，在圍欄網(wǎng)面之間設(shè)置大型的石制立柱可能比較美觀，但是入侵者可以借助它來躲避攝像機(jī)的監(jiān)控，同時也會影響到探測光纜的探測效果。

圍欄的類型決定了安裝探測光纜的方式。在鏈節(jié)式圍欄上，最簡單、最標(biāo)準(zhǔn)的固定方式是用扎帶直接將光纜布設(shè)成一道直線，也可將光纜套上套管再固定。直線布設(shè)的單根探測光纜就可以控制標(biāo)準(zhǔn)的2.5米高的鏈節(jié)式圍欄，這是光纖振動探測系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，目前無其它方式可比。這種固定方式在金屬網(wǎng)圍欄上也同樣適用。在裝飾性金屬圍欄和木柵式圍欄上一般會有橫桿，可以直接將感應(yīng)光纜固定在一條橫桿上，既不破壞外觀，也保證了探測效果。同樣的固定方式也可以應(yīng)用在阻越圍欄上。對于裝飾性金屬圍欄，如果橫桿是管狀的，可以把光纜直接穿入布設(shè)。在某些應(yīng)用中，一般要求根據(jù)入侵威脅的大小來決定安裝方式，在圍欄上將光纜呈波浪型或脈沖方波型布設(shè)更為實(shí)用。當(dāng)然，這樣的安裝方式需要更長的感應(yīng)光纜，也使光纜在圍欄上更明顯，在設(shè)計(jì)過程中還要考慮圍界大門的存在。

測試經(jīng)驗(yàn)
下列關(guān)于安裝、觀測和性能的描述是在Senstar-Stellar公司（SSC）測試場SITE進(jìn)行的。[nextpage]

Senstar-Stellar公司的傳感器集成測試環(huán)境（SITE）臨近公司廠區(qū)，位于加拿大安大略湖的Carp。場地面積4公頃，在加拿大東部嚴(yán)酷的溫度條件下，以整年為一基本測試周期進(jìn)行Senstar-Stellar公司戶外周界傳感設(shè)備的設(shè)計(jì)定型測試和演示。SITE測試場已運(yùn)行了13年以上，是渥太華早期測試場“ITRAPS”的擴(kuò)建場。在以往其它的文章中都曾對SITE測試場有過描述。

經(jīng)全面測試，提示注意如下：盡管木柵式圍欄或類似的圍欄本身很堅(jiān)固，但是在立柱和橫桿的連接處常會有松動，我們發(fā)現(xiàn)這些松動處在有風(fēng)的時候會相互撞擊，發(fā)出的噪音將影響傳感器的探測。對松動的連接處進(jìn)行妥善處理，能夠顯著提高傳感器的探測性能，因此在向圍欄廠家采購前，應(yīng)當(dāng)提出對修正響應(yīng)的要求。

我們?yōu)樘綔y每一種攀爬企圖而對圍欄進(jìn)行校準(zhǔn)，另外還有多種校準(zhǔn)“測試”工具，用于模擬圍欄撞擊，例如擺錘或自動沖子，以檢查整個傳感探測系統(tǒng)的性能。

我們也發(fā)現(xiàn)木柵式圍欄有其獨(dú)特優(yōu)勢，即在板條平滑的一面很難攀爬。從結(jié)構(gòu)上講，如果板條的距離太遠(yuǎn)，就非常容易攀上橫桿；如果像阻越圍欄一樣在橫桿上有突起的結(jié)，它的威懾作用甚微，入侵者就可以借力攀爬。同樣的，與鏈節(jié)式圍欄相比，焊接網(wǎng)面就不易踏足或用手握住。

阻越式圍欄，這只是一小段測試圍欄，包括三個8 x 8的底面板，四個橫桿，全長24米設(shè)置了Intelli-FIBER系統(tǒng)，固定在上下橫桿上。橫桿中的止動電纜不屬于探測系統(tǒng)的一部分。Intelli-FIBER的目標(biāo)是探測任何一種攀爬企圖，同時也評估其它類型的威脅，例如用鋸破壞圍欄，用力拉開圍欄架構(gòu)和使用梯子翻越。

為獲得精確的測試結(jié)果，使用的是一段很短的圍欄。攀爬測試在每個立柱和每塊圍欄網(wǎng)面上進(jìn)行，測試結(jié)果顯示出了一致的探測長度。

通常的攀爬探測都與我們在測試圍欄上的結(jié)果相比較，測試圍欄是100米長3.7米高的鏈節(jié)式圍欄。測試時間為5個月，僅發(fā)生7起誤報(bào)，3起是鏈節(jié)引起的。這些誤報(bào)都非常典型，是前文提到的由于風(fēng)吹鏈節(jié)引起振動而觸發(fā)的報(bào)警。對于拉開圍欄桿的入侵方式，由于桿之間有距離限制，不弄斷很難形成一個足夠鉆入的洞，因此而產(chǎn)生的聲響必然觸發(fā)報(bào)警。類似地，用鋸破壞圍欄也很容易被探測到。這種破壞性的測試也模擬了金屬夾鉗對圍欄桿的作用。入侵者以梯子為輔助工具翻越圍欄也會被探測到，若圍欄頂部安裝了支架和附加感應(yīng)光纜則效果更好。

木柵式圍欄
測試圍欄的長度是50米，高度2.4米，雙橫桿，豎直桿之間的距離是15厘米。光纖振動探測系統(tǒng)的感應(yīng)光纜固定在上下兩條橫桿上。測試時，入侵者攀爬立柱和圍網(wǎng)，測試目的是測試系統(tǒng)的持續(xù)探測能力。入侵者再敲擊圍欄，測試目的是測試探測的一致性。

經(jīng)長期性能的測試，木柵式圍欄與3.7米鏈節(jié)式圍欄相比，在超過5個月的測試時間時報(bào)警是18次。典型的誤報(bào)仍舊是風(fēng)吹引起的松動連接處相互撞擊發(fā)出的噪音。但這樣高度的圍欄用于安全防范顯然不夠，但卻是最常見的一種，但已可證明系統(tǒng)測試的效果。若3.7米高的圍欄上有三根橫桿，可以達(dá)到更好的探測效果，并起到更好的延緩作用。拉開圍欄的行為也可以探測到，但是由于橫桿之間的距離寬，拉開足夠大的洞所用時間很短。相比攀爬，對探測借助梯子翻越的行為有一定的挑戰(zhàn)性。 [nextpage]

金屬網(wǎng)圍欄
SITE測試場的圍欄長130米，由2.4 x 2.4米的網(wǎng)面組成，其中一段的高度達(dá)到4.2米，在圍欄中部設(shè)置單纜探測，靈敏度的設(shè)定以探測攀爬刺絲頂和剪切為標(biāo)準(zhǔn)。此類圍欄有非常好的均一性，而且本身不產(chǎn)生噪音擾動。沒有在圍欄頂上進(jìn)行攀爬測試，那樣可能會造成更多的噪聲和延緩，測試人員用手觸及網(wǎng)面的頂部。測試進(jìn)行了7周，只有3次誤報(bào)發(fā)生，而引起誤報(bào)的原因是嚴(yán)重的風(fēng)暴。

結(jié)語
光纖振動探測系統(tǒng)可以安裝在多種類型的圍欄上，探測效果均比較理想。把傳感器的安裝設(shè)計(jì)與圍欄類型結(jié)合起來考慮，作為整體周界安防解決方案，可以達(dá)到最好的阻擋、延緩、探測和評估等綜合效果。