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1、某电缆沟振动光纤报警系统项目设计方案2015年宁波东方之光安全技术有限公司目 录1.项目概述- 4 -1.1 项目现状- 4 -1.2 项目规模- 4 -1.3 项目整体目标- 4 -2.需求分析- 4 -2.1总体需求- 4 -2.2项目所关注的特殊需求- 4 -3.总体设计- 5 -3.1标准规范- 5 -3.2设计原则- 5 -3.3设计目标- 6 -4.详细设计及设备选型- 6 -4.1周界安防设计- 6 -4.1.1内网1200米电缆沟的设计- 6 -4.1.2系统图- 7 -4.2设备选型- 7 -4.2.1周界防范设备对比- 7 -4.2.2智能光纤周界安防系统介绍- 8 -4.
2、2.3振动光缆组成及参数- 10 -5.设备安装与施工- 13 -5.1安装顺序- 13 -5.2设备安装- 14 -5.2.1光纤铺设- 14 -5.2.2接续盒的安装方式- 15 -5.3信号回传及管理- 16 -6.服务与承诺- 16 -1.项目概述本项目是某电缆沟周界防护项目，周界总长8000米，使用一缆式防区型振动光纤系统进行维护，这样整个周界需要1套一拖16振动光缆设备进行防护。系统在探测入侵方式中不仅能探测到攀爬、侵入行为，而且采用S型的光缆铺设方式有效的增强探测面积及报警灵敏度。1.1 项目规模电缆沟周界长度是8000米，围界为空旷野地组成，采用埋地的方式。1.2 项目整体目标
3、按照“总体规划，分步实施”的建设思路建设。建设的总目标：在电缆沟范围内综合布线的基础上，建立电缆沟周界安防系统和视频监控系统，并与之联动，实现全方位、立体式的安全防护系统。2.需求分析3.总体设计3.1标准规范本项目适用的标准、规范包括：智能建筑设计标准 GB/T 50314-2000；智能建筑工程质量验收规范 GB 50339-2003；建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T 50311-2000；建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GB/T 50312-2000；民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16-92；民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB 50198-94；安全防范工程程
4、序与要求 GA/T 75-94；有线电视系统工程技术规范 GB 50200-94；建筑物防雷设计规范（2000年版） GB 50057-94；火灾自动报警系统设计规范 GB 50116-98；自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GBJ131-90；高层民用建筑设计防火规范 GB 50045-95（2005年版）；建筑电气工程施工质量验收规范 GB 50303-2002；电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB 50168-92；电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB 50169-92；建筑工程施工质量验收统一标准 GB 50300-2001；EIA/TIA 568A、568B 标准
5、商业建筑通信布线系统标准；EIA/TIA 569A 标准 商业建筑电信通道及空间标准；EIA/TIA570 标准 住宅和小型商用通讯布线标准；EIA/TIA606 标准 商业建筑物电信基础结构管理标准；EIA/TIA TSB67标准 UTP布线系统现场测试标准；EIA/TIA TSB72 标准集中式光纤布线系统标准；ISO/IEC 11801国际综合布线六类信道标准；其它相关标准规范。3.2设计原则根据周界防盗系统的实际要求，以及参照中国建筑电气设计规范、中华人民共和国安全行业标准、安全防范工程程序与要求、鹏达实创光缆震动探测报警系统等有关规定，设计了本套周界防盗系统方案。我们的设计原则是“技
6、术先进、质量可靠、布局合理、经济实用”。根据用户要求，周界防盗系统器材配置我们主要遵循以下原则，以达到最佳的效果和最优的性能价格比。1、技术和设备的先进性本方案要求设计严密，布局合理，能与其他老产品接轨，而且所选择的设备应与此相适应，系统实施后二十年内，亦能保持其设备功能完善、齐全，以保证整个系统的先进性。2、系统的可靠性和一致性设备的可靠性，取决于设备的质量水平。本系统的设备，采用国际先进水平生产的标准设备，主要设备尽量选用同一品牌产品，以保证系统的可靠性和一致性。3、系统的扩展性整个系统应具有扩展功能。随着技术的进步、经济的发展和管理要求的提高，原来建立的系统，从容量和功能上经过若干年后，
7、往往都不能满足发展的需要，扩展系统规模几乎是必须的。因此，本方案在设计中充分考虑了系统的余量以及可扩展性。4、操作简便且易于掌握本系统的设计，为操作人员与设备之间提供了友好的界面，使操作者无论对系统的设置还是日常的管理，通过键盘鼠标进行简单的操作即可完成。即使对没有接触过此类设备的操作者，只需稍加培训，即能熟练掌握操作。3.3设计目标按照“总体规划，分步实施”的建设思路建设。建设的总目标：在电缆沟范围内综合布线的基础上，建立铁丝网周界安防系统和视频监控系统，并与之联动，实现全方位、立体式的安全防护系统。4.详细设计及设备选型4.1周界安防设计4.1.1周界8000米电缆沟的设计8000米的电缆
8、沟防区共分为16个防区，每个防区的长度约为500米左右，共一套1拖16振动光缆设备，设备放在中控室，输出开关量信号和声光报警信号分别进入报警主机和声光报警灯，以强烈声光报警效果震慑制止非法入侵者。系统在探测入侵方式中不仅能探测到攀爬、翻越行为，而且采用S线型的光缆铺设方式有效的增强探测面积及报警灵敏度，并且联动周围的摄像机系统进行联动显示。4.1.2系统图4.2设备选型4.2.1周界防范设备对比多年来，传统的周界安防解决方案(红外对射方案、视频监控方案、微波对射方案、泄漏电缆方案、东方之光电缆方案、电子围栏、电网等)为社会平安保障做出了应有贡献，但受一些客观技术条件等因素所限，还存在着一些共性
9、或个性不足，具体如下：红外等传统方案，防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易跨越或规避；同时易受地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等环境限制，而且它们不适合恶劣气候， 容易受高温、低温、强光、灰尘、雨、雪、雾、霜等自然气候的影响，误报率高；泄露电缆和振动电缆报警属于电缆传感，传感部分都是有源的，系统功耗很大；电子围栏、电网等方案又有一定危害性。上述方案可监测的距离较短，单位距离成本高，在需要进行长距离监测的情况下，系统造价高昂。且传感器单元的寿命较短，长时间连续使用，维护成本较高；干扰机会增多(电磁干扰、信号干扰、串扰等)，灵敏性下降，误报率、漏报率上升等；对于大范围电缆沟，以上传统方案本身没
10、有定位功能，遇上侵入行为，无法定位。这意味着无法及时、准确 地确定危险地点，无法及时采取制止措施阻止侵入行为导致核心区域失密、被破坏。综上可见，基于电传感技术的传统周界安防解决方案受自身技术条件限制存在诸多功能缺陷，而新时期的周界安防系统要能够对各种入侵事件及时识别响应，且须具有长距离监控、高精度定位功能、低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀等特性。4.2.2智能光纤周界安防系统介绍本方案采用深得众多客户青睐的光缆作为传感探测单元，光缆因其独特的线性结构可以不受周界轮廓的限制，在有很多转角，有落差、有弧度的周界中使用时光缆可以随周界的形状布设，不会有任何的死角。震动光缆探测周界报警系
11、统不需铺设电源线、信号线，而且光缆的使用寿命长，因而能够满足客户低投入、低耗能，高防范的要求。同时智能光纤周界安防系统技术先进而成熟，该系统具有不受电磁及无线电干扰的特性，有极高的探测灵敏度和非常低的误报率，并具有能在恶劣环境下稳定工作、使用寿命长、易于安装维护、故障率低等优势。智能光纤周界安全防范系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统，是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系，是基于光纤传感技术应用于周界监控防护的新系统。通过对直接触及光纤(缆)或通过承载 物，如覆土、铁丝网、围栏、管道等，传递给光纤(缆)的各种扰动，进行持续和实时的监控。采集扰动数
12、据，经过后端分析处理和智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按 压围墙、禁行区域的奔跑或行走，以及可能威胁周界建筑物的机械施工等，实现系统预警或实时告警，从而达到对侵入设防区域周界的威胁行为进行预警监测的目的。智能光纤周界安全方法系统具有如下优点： n 系统前端无需供电。系统采用无源传感器，系统前端无需供电，适用于易燃易爆及不便铺设供电线路的场所及强电磁干扰环境的变电厂周界。n 减少施工及维护成本。因防区前端不用铺设电源信号线路，减少施工成本，同时也避免了线路老化造成的系统故障，减少维护成本。n 探测率100%。使用光缆作为传感单元，并利用计算机对数据进行采集和识别并实现长距离、大
13、范围防区的探测，探测率为100%。n 避免雷击。前端传感器使用的是振动传感光缆，不受电磁干扰，也无电磁辐射，有效的避免了雷击对系统的损坏及对其它系统的影响。n 误报率实现有效控制。该系统的误报率通过强大的后台软件进行控制，该系统区别于前端一般开关量信号只是能做报警或不报警的简单判别，其处理采集到的入侵信号均在控制室完成， 对入侵信号与系统自带的信号数据库进行比对，来分析判断是否是真实入侵信号，在解决产品误报问题上有质的突破，可有效屏蔽掉鸟落、树枝摇动等干扰信号。n 减低入侵破坏。因主要系统全部集中在控制室内，避免入侵破坏对主要系统的损坏，从而大大降低系统损坏维修费用，同时也增加了系统的使用寿命
14、。n 支持多个防区同时报警。此系统每一个防区独立分析信号独立运行，当有人同时从不同防区入侵时，被入侵防区可同时报警互不影响。（每个防可根据单个防区所属环境的不同，单独设置防区参数。）n 前端系统材质选择优异。防区分割包作为前端系统其外壳采用工程塑料制造，具有防水、防腐、耐压、耐冲击的特点。（结合铺设环境特点，改变设备颜色等外观，进行个性化设计）n 适用于大风雨、低温等恶劣环境。因系统使用光缆作为传感介质，同时配以强大的后台软件对周围环境进行参数设置，使系统具有对外界环境变化的自适用能力n 单防区灵敏度调节该系统中的每个防区的灵敏度等报警参数可以单独进行调节，互不影响，以适应不同周界环境，如天气
15、变化、植物的生长、动物的活动、附近公路的车辆等。n 具有较好的报警数据存储功能将报警软件安装在计算机上并在计算机上安装好数据采集卡，可实现对大量报警数据的有效存储。（数据能够有效存储，并对报警信息进行保密级别的设置）报警设备联动方便快捷，此系统在控制室实现联动报警。4.2.3振动光缆组成及参数（1）工控机工控机是处理每防区信号的数据处理中心，它通过高速数据卡将经过16入侵信号采集装置优化后的信号采集并存入数据库，运用多种预设的数据分析手段对信号分析、比较、判断、提取信号特征等方法进行处理。（2）报警软件报警系统软件是该报警系统的专用软件。用户可以通过软件实现对报警系统功能设置、报警数据采集判断
16、、显示防区电子地图、布防撤防、报警状态信息记录、值班人员信息记录等功能。软件功能：为网络型振动光缆采集器、网络型开关量信号采集器等设备设置IP地址，配置背景图、防区及报警参数；值班员管理，查询报警记录，系统备份；在运行时显示并存储各种报警信息（报警、防拆、断线、故障）可以填写值班日志，可以根据联动关系打开相应联动。此软件通过设置相关参数可排除小动物、树枝、风雨等外界干扰引起的误报。软件的主页面如下图：报警记录查询如下图：软件对环境影响的处理方式：A：报警灵敏度调节: 用于对判断是否报警的特征值进行调节，设置有划块，由弱到强。B：系统敏感度调节：用于对系统是否产生信号的敏感度调节，设置有划块，由
17、弱到强。C：设置介质类型：同样的振动在不同的围栏上的反应各不相同，为了更好的区别和后期的数据分析，我们设置的多种介质选择，例如：铁网，铁艺，并区分软硬程度。除了有选择项外，还可通过滑块进行微调。D: 抗风等级设置：室外风的级数不同，抗风等级也不同。每个防区的抗风等级均可单独设置。E：环境适应度设置：与现场的介质有关，每台采集器的环境适应度均可调节。（3）16防区光缆信号采集设备 光纤入侵信号采集设备通过引导光缆连接前端的振动传感光缆， 其主要功能是信号采集、预处理和信号优化。此装置需放置在控制室，利用引导光缆与前端的传感探测装置相连接。（4）联动输出设备 当需要在报警系统中联动警笛、警灯、照明
18、灯等设备时，可使用联动设备进行连接，该设备共有40个开关量输出接口。联动设备前面板包括：电源指示灯、32路联动通断指示灯；后面板包括：电源开关、RJ45接口开关量输出端子。（5）防区分割包防区分割包由外壳和光转换器件、光路接口组成，主要用于对光缆接续、光信号转换等光学器件的保护。防区分割包的外壳采用工程塑料制作，安装于室外环境，可适应各种恶劣的自然环境，并具有防水密封性能。（6）振动传感光缆振动传感光缆采用24芯普通通信光缆，可感应作用在电缆上的振动信号，将振动信号转换成变化的光学物理量，如光强、偏振态、偏转角、光信号频率等，并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到数据采集设备。由于使用了光缆
19、作为传感单元，外界的强电磁场、雷电等因素不会对系统产生影响，而且光缆具有成本低、抗紫外线、抗老化，可适用于不规则周界等特点，非常适合大范围、长距离、环境条件恶劣的野外周界环境。（7）引导光缆引导光缆为24芯的普通通信光缆，用于前端传感单元与采集装置之间的光路连接，由于引导光缆采用无感的结构和连接方法，其所经过的区域中的干扰源不会对传输的信号造成影响。5.设备安装与施工5.1安装顺序在系统安装的过程中，为了保证安装过程顺利，必须按照一定的顺序进行，在某些环节上须参照对应的操作标准，并在所提供的表格上记录实测数据，以便对系统进行检查或维护。系统安装时应按如下顺序进行：（1）检查系统结构图纸，根据图
20、纸检查设备、线缆、配件是否齐全，规格、数量是否准确，测量仪器、数据记录表格是否准备好；（2）铺设线缆：根据系统图纸铺设引导光缆、传感光缆，并严格依据工艺要求进行施工。在防区始末端应分别预留5米光缆，以便在遭到破坏时有足够的光缆进行修复； （3）光路熔接及测试：在防区的连接处对光路进行熔接，应注意每个接续盒在系统中对应唯一的安装位置，不能互换使用。熔接前应先对上行和下行光缆端口的每根光纤进行编号，编号原则请参照后面详细说明的对应部分。然后根据编号将光纤与接续盒的尾纤一一对应熔接。熔接部分是整套系统安装中最核心的部分，熔接质量直接影响系统性能，应加以重视；（4）固定接续盒：将接续盒安装在金属钢丝网
21、、立柱中下部分稳固的介质上，将富余的光缆盘好并固定；（5）报警装置的连接及调试：将光路部分、震动光缆报警装置、联动设备连接起来；（6）系统运行：反复调整完成，系统正常运行。5.2设备安装根据客户要求，对周界报警系统采用总线式两套1拖16防区振动光缆报警系统和一套1拖8防区振动光缆报警系统探测报警装置，可以24小时不间断防外界入侵者进入电缆沟进行盗窃及破环，保障了安全。布控点及距离的选择、防范范围的设计、设备的配置以及整个系统的完整性、可靠性、开放性及整体的防范水平与综合功能分区、建筑结构相适应作为本次设计的重点。以保证在防范范围内出现任何情况有关人员能及早采取有效措施，及时制止事故的发生，为电
22、缆沟提供更高的安全性做出贡献。本周界报警系统由1套总线式1拖16防区振动光缆报警系统探测报警装置、防区分割包、引导光缆、震动光缆组成，系统采用标准的室外铠装单模光缆作为传感光缆，光缆具有防磁、防雷、防腐、防水、防紫外线、防爆等优点。5.3传感光缆埋地安装指导传感光缆埋地安装用于开阔的周界。在这种安装方式中，传感光缆埋在地面下（如砾石、草地等），通过该周界的入侵者会对地面产生一定的压力，传感光缆可探测到这个压力，通过采集设备进行报警判断，对符合报警条件的情况，采集器输出一个开关量报警信号。 埋地安装方式中，必须保证地面介质有效地将入侵者引起的震动和压力传输到传感光缆上。在以下三种埋地铺设的介质中
23、，砾石的效果最好，其次是草坪和土地。铺设传感光缆的周界区域应隐蔽，以避免入侵者轻轻通过该区域而造成漏报。传感光缆埋设区域应远离干扰源，如大树的根部、公路、建筑工地等，这些外界的干扰都会在系统运行时引起不同程度的误报。埋地时针对不同介质的解决方案传感光缆的安装：本说明书介绍的设备可采集埋设在草坪、沙土地、砾石等周界地表介质下的传感光缆传输的光信号。铺设传感光缆时可沿周界平行铺设多道传感光缆，由于不同地表介质的质地各不相同，所以传感光缆的铺设间隔不同。下面分别介绍在不同地表介质下铺设传感光缆的方法。草坪、草地传感光缆应埋设在草坪下，周界探测区域宽度应不小于1.2米，如须提高警戒级别，可增加周界探测
24、的宽度。草坪下面的土地应是土质较为硬而紧密的泥土，如果是水分较多，软而松散的土质会吸收振动，造成探测性能下降。在土层的表面沿周界长度方向迂回平行铺设多道传感光缆，传感光缆间隔距离30cm，即1.2米宽的区域应平行铺设4道传感光缆，如图（3-17）。传感光缆应平直、紧密地附着在土层表面，可采用5的钢丝折弯成如图（3-18）所示的线卡子，每隔50cm用线卡子将传感光缆紧压在土层上，但应注意避免因压力过大造成传感光缆变形。固定好传感光缆后，将草坪平铺在上面。图3-17图3-1沙土地（松散干燥的泥土地） 在沙土地下埋设传感光缆时，也采用平行铺设多道传感光缆的方式，由于沙土比较松软，当入侵者进入该区域时
25、，透过沙土层对传感光缆施加压力，传感光缆可探测到微小的挤压变形并产生信号，所以在沙土地埋设传感光缆时，应减小平行传感光缆的间距，而且埋设不可过深。通常间隔为20至25cm，埋设深度为5至12cm，如图（3-19）。在进行施工时，首先在需要铺设传感光缆的区域挖出一道宽1.2m，深15cm的凹槽，在凹槽的底部平铺一层厚度为3cm的粗沙，再将传感光缆平行铺设于粗沙表面，每隔50cm用钢丝线卡子固定。传感光缆铺设完成后，在其上面覆盖一层厚度为10cm的粗沙，最后在其表面均匀地覆盖一层1cm的地表介质（细沙或松散干燥的泥土）。图3-19砾石当在砾石地面铺设传感光缆时，同样采用平行铺设多道传感光缆的方式。
26、通常平行铺设间隔为25至30cm，埋设深度为5至15cm,如图（3-20）。在施工时，首先在需要铺设传感光缆的区域挖出一道宽1.2m，深18cm的凹槽，在凹槽的底部平铺一层厚度为3cm的砾石，再将传感光缆平行铺设于砾石表面，每隔50cm用钢丝线卡子固定（线卡子可避开砾石固定到底层的泥土上）。传感光缆铺设完成后，在其上面覆盖一层厚度为15cm的砾石。图3-20使用的砾石必须光滑，其直径要求大于2厘米，以便有效的探测运动、振动和压力。砾石必须没有尖锐的边缘，这样可以避免砾石受到挤压时对传感光缆造成损害。所有的砾石必须干净，尽量不带泥土和沙子，在温度会降至冰点以下的地区，必须保持砾石层不积蓄水，否则会降低设备的探测性能。5.2.2防区分割包的安装方式分割包可固定于铁网连接处的支柱或铁网上。为避免采集器安装松散引起误报，应选择结实牢固的支柱或紧拉的铁网作为安装点。安装时可选用紧固夹具进行固定，也可采用绑扎线绑扎固定，但无论采取何种方式，务必让采集器紧密而可靠地固定在介质上。- 14 -