無人機的探測與反制

1無人機的黑飛現(xiàn)象1.1黑飛已關閉1.1.1無人機犯罪手段分析監(jiān)獄是限制囚犯自由的單位，限制外部人員的溝通。某些日常用品如手機香煙等被禁止或受限，其他如藥品，剃須刀等明顯被禁止。然而，無人機正在將危險且致命的物品走私到這些場所。2016—2017年間，我國發(fā)現(xiàn)一犯罪團伙在全國各地違法投遞了55次。他們將藥物運送到牢房的窗戶，為囚犯提供違禁品。據(jù)估計，在5個不同的監(jiān)獄中，其全年向囚犯提供了價值550萬人民幣的藥物，大部分為甲類。1.1.2機操縱者缺乏安全認知除去非法企圖，絕大部分黑飛問題是由于民用機操縱者缺乏安全認知，存在疏忽大意或僥幸心理。對于保密機關安全泄露等嚴重后果懷著事不關己高高掛起的態(tài)度，導致黑飛問題屢禁不止。1.2黑飛安全事件頻發(fā)(1)監(jiān)獄是高危的特殊區(qū)域，受無人機的侵襲存在以下風險：一是無人機竊取監(jiān)獄內部的具體情況，造成泄密，被人利用作為越獄或劫囚的手段；二是不法分子利用無人機走私煙草、毒品甚至兇器等違禁物品。無人機“濫飛”“黑飛”安全事故高發(fā)，犯罪分子運用無人飛機在牢房中傳輸諜報、投放毒品等變成監(jiān)獄管理中的關鍵隱患。(2)監(jiān)獄面臨的挑戰(zhàn)主要是小型民用無人機，其特點是低、小、慢，即低空飛行、小型機、慢速。此類飛行器購買渠道廣，可得性強，普及率高。而且根據(jù)《民用無人機駕駛員管理規(guī)定》等相關規(guī)定，無人機質量在4千克之下，起飛重量在7千克之下，由無人機駕駛員自己負責飛行，不需要相關證件、執(zhí)照。且禁飛區(qū)管理條例普及性不高，管控弱，且敘述性籠統(tǒng)，約束性不強，缺乏可實施性，正是因為無人機使用缺乏相關約束，導致濫用、黑飛事件頻發(fā)。而且此類飛行器飛行高度大多在1000米以下，速度慢、雷達反射面積小，因此難以發(fā)現(xiàn)，不易防控。25g技術帶來的挑戰(zhàn)5G的三大特點非常明確：一是高速率：在實際應用中，5G網絡的速率是4G網絡10倍以上；二是低時延：5G網絡的時延大約幾十毫秒，比人的反應速度還要快；三是廣連接：5G網絡出現(xiàn)，配合其他技術，空間將在數(shù)據(jù)意義上劇烈壓縮，很有可能出現(xiàn)一套萬物互聯(lián)的全新景象。目前，大型無人機的載重量最高可達數(shù)十公斤，甚至有公司已經著手開發(fā)用于載人的無人機，而微型無人機最小則只有幾十克，與自然界的蚊蟲相差無幾。這兩種無人機對于監(jiān)獄的保密以及管理都有巨大的威脅，因此，監(jiān)獄對于無人機反制系統(tǒng)有著巨大的需求。需求推動科技的發(fā)展，現(xiàn)在的無人機反制系統(tǒng)已經初步發(fā)展出一套常規(guī)方案：借助無線電偵測測向系統(tǒng)對黑飛無人機進行搜索、發(fā)現(xiàn)、識別，并啟動光電偵測跟蹤系統(tǒng)對無人機進行光學確認、定位并鎖定跟蹤，隨后，啟動無線電干擾系統(tǒng)對無人機信號進行干擾阻斷，使無人機迫降或返航。尤其針對獄內的敏感、重點區(qū)域設計全天時、全天候無人自動反無人機系統(tǒng)也在加緊開發(fā)中，以期有效監(jiān)測無人機的侵入，并通過電磁干擾，驅離或迫降無人機。這樣看來，無人機的反制系統(tǒng)已經臻于完善，沒有必要再繼續(xù)發(fā)展，更遑論研究反無人機與5G結合技術了。然而，實際操作起來遠遠沒有這樣簡單。無人機一旦出現(xiàn)失控現(xiàn)象，除了少數(shù)能夠實現(xiàn)自動返航的高端無人機，墜落幾乎是必然的結果。然而，無人機的動力來源是鋰電池，其破壞力至少相當于數(shù)千克炸藥的威力，對人員與財產的威脅極大。更何況監(jiān)獄由于空間相對封閉，可供躲閃的區(qū)域較少，人員相對集中，無人機一旦闖入監(jiān)獄就會像不定時的炸彈一樣，對監(jiān)獄內的人員和財產安全構成威脅?，F(xiàn)有的無人機反制技術，尤其是大部分公司推出的手持式反制器是針對能夠實現(xiàn)遠距離控制、迫降或返航的中低端無人機而言，若是不法分子使用的無人機超出了反制系統(tǒng)的能力范圍或者是在系統(tǒng)死角區(qū)域入侵，實施有預謀的無人機攜帶違禁品或是實施自殺式襲擊，那么后果將不堪設想。隨著科技的發(fā)展，無人機的載重量也在逐步增加，甚至部分特大型無人機已經具備了載人能力，倘若將這種具備載人能力的無人機運用在監(jiān)獄服刑人員越獄上，從無人機突破現(xiàn)有反制系統(tǒng)的防線進入監(jiān)獄到帶走罪犯完成脫逃，最快不過幾十秒的時間，在這么短的時間內有可能監(jiān)獄的防備力量還沒有注意到無人機進入監(jiān)獄，脫逃行為就已經完成。除了載人，特大型無人機還可攜帶大量違禁品、刀具甚至是?；?，并對反制系統(tǒng)的固定設施造成巨大威脅，如果被不法分子利用，極有可能會用來破壞反制設施，并引發(fā)暴獄事件。借助無人機，不法分子可以偵查監(jiān)獄內警力配置、換崗時間，甚至直接協(xié)助罪犯越獄脫逃，已經成為監(jiān)獄管理秩序、監(jiān)獄管理人員人身安全的重大隱患之一。近年來，無人機技術獲得快速發(fā)展，出現(xiàn)了不法分子用利用無人機向監(jiān)獄內運送禁止攜帶的物資，或者是搜集至監(jiān)獄的安保情況，對監(jiān)獄的管理造成了不良的影響。5G技術使得無人機可以擺脫信號的限制，不法分子可以在極遠的地方對監(jiān)獄安全系統(tǒng)進行干擾甚至破壞，這對監(jiān)獄的安全造成了極大的威脅。5G技術是現(xiàn)代信息技術的最新成果，其數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于以前的網絡，這樣的技術突破實現(xiàn)了高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設備連接。借助5G，各種網絡終端的連接都成為可能，例如連接無人機。有了5G技術，無人機可以實現(xiàn)蜂群戰(zhàn)術，大規(guī)模小型無人機的自殺式襲擊或是刺探情報成為了輕易就能實現(xiàn)的戰(zhàn)術，而現(xiàn)有的反制系統(tǒng)只能夠針對中大型慢速無人機，無力應對這樣的情況。而由于無力應對無人機的滲透導致監(jiān)獄管理出現(xiàn)重大失誤的事例比比皆是，監(jiān)獄的無人機反制系統(tǒng)更新?lián)Q代已經迫在眉睫。更嚴重的是，目前全國只有不到百分之十的監(jiān)獄配置了無人機反制系統(tǒng)，監(jiān)獄的空中安全幾乎是一片空白。換位思考，既然無人機能夠利用5G技術實現(xiàn)升級，那么無人機反制系統(tǒng)未必不能嘗試。基于這樣的觀點，本項目組進行了嘗試，并取得了一定成果。借助5G技術超高的傳輸速率和超低延遲，反制系統(tǒng)的偵測范圍更遠，偵測精度更佳，能夠同時壓制多個目標。有了5G，借助大數(shù)據(jù)技術和AI技術，能夠實現(xiàn)無人機反制系統(tǒng)實時實景導航，網絡輔助的環(huán)境感知智能避障。無人機反制系統(tǒng)的回傳感知傳感器信息由云端AI判斷周圍的障礙物，相比在無人機反制系統(tǒng)本地判斷將節(jié)約成本和功耗，云端獲取到的信息更加全面，算法統(tǒng)一易于升級。3監(jiān)獄的物防“智慧監(jiān)獄”是司法部司法行政改革布局“數(shù)字法治”和“智慧司法”信息化戰(zhàn)略的重點工程，實際性地解決監(jiān)獄管理中所存在的問題，全面提高警務工作的效率，切實保證監(jiān)獄絕對安全的智能化解決方案。利用現(xiàn)代化技術是建設“智慧監(jiān)獄”唯一一種途徑，形成以物聯(lián)網信息技術為支撐，建成以人工智能、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術應用與監(jiān)獄業(yè)務融為一體，從而形成監(jiān)獄智能化安防體系。監(jiān)獄的安防體系能夠全天候全方位的對獄內犯罪人員進行有效的看管和改造，并且依靠現(xiàn)代化科學技術，實現(xiàn)與人防技術和物防技術應用的延伸和加強，防止不良嚴重行為事件的發(fā)生。近年來，隨著我國監(jiān)獄押犯結構、獄情和犯情的變化，監(jiān)獄安全形勢更加嚴峻，安全防范面臨的壓力越來越大。監(jiān)獄安全是監(jiān)獄實現(xiàn)其工作方針和首要標準的基本前提，維護監(jiān)獄安全是一項規(guī)模宏大的系統(tǒng)工程，必須綜合運用人防、物防、技防等理論和手段，構筑起監(jiān)獄長期有效的安全防范體系，保證監(jiān)獄的長治久安。其中，技術防范越來越受到監(jiān)獄部門的重視，監(jiān)獄安全技術防范工作內容繁雜、責任重大，主要包括防止犯人暴力襲警、劫持人質、越獄脫逃、行兇、強行沖監(jiān)事件的控制、處理和提供視頻資料等，對確保監(jiān)獄，安全，保持監(jiān)管秩序穩(wěn)定，發(fā)揮著越來越重要的作用。監(jiān)獄在總體的安全預防上大致可分為物防與人防，人防是監(jiān)獄的基本防御手段，物防是人防基礎上的輔助手段。監(jiān)獄目前最大的困難就是如何將物防技防與人防相結合，為了更好的對犯人進行管理，建立一套科學化的聯(lián)防系統(tǒng)是非常必要的，這也是建設“智慧監(jiān)獄”所要解決的問題。對于監(jiān)獄的安全管控來說，如何將物理防御與警報系統(tǒng)相結合處理緊急事件是一個很重要的問題，而物防的失誤往往會使緊急事件的處理變得困難，導致越獄等嚴重危害安全的行為發(fā)生。一般來說，監(jiān)獄的物理防御層面包括監(jiān)獄電網和傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)。而這些物防系統(tǒng)一旦出現(xiàn)老化失靈的問題，如不能及時的發(fā)現(xiàn)并解決問題，后果是不能夠想象的。物防系統(tǒng)建設時間較長，技術更新相對來說比較慢，后續(xù)維保養(yǎng)也是一筆難以衡量的費用，并且物防系統(tǒng)最大的缺失就是相對于監(jiān)獄周圍空域的管控。一般來說，物防系統(tǒng)針對的主要是獄內的人員，防止其以各種手段進行越獄等嚴重違法違紀行為的發(fā)生。近年來，無人機技術獲得快速發(fā)展，出現(xiàn)了不法分子用利用無人機向監(jiān)獄內運送禁止攜帶的物資，或者是搜集至監(jiān)獄的安保情況，對監(jiān)獄的管理造成了不良的影響。5G技術使得無人機可以擺脫信號的限制，不法分子可以在極遠的地方對監(jiān)獄安全系統(tǒng)進行干擾甚至破壞，這對監(jiān)獄的安全造成了極大的威脅。常規(guī)的監(jiān)獄電網和監(jiān)控報警設施的防御層面都很受限制，對于監(jiān)獄周圍及其上方空域所出現(xiàn)的無人機很難進行管控。監(jiān)獄的環(huán)境復雜，涉及的安防手段極其廣泛，如視頻監(jiān)控、緊急報警、監(jiān)聽對講、門禁控制、公共廣播、周界電網等，且每個監(jiān)獄的情況差異較大，因此每個監(jiān)獄的需求和技術的要求都不盡相同。我國大部分監(jiān)獄都分布在經濟欠發(fā)達地區(qū)，受經濟條件的制約，很多監(jiān)獄設備落后嚴重，很多繁瑣沉重的工作仍要由獄警人工完成，這些都給監(jiān)獄的安全留下了安全隱患。目前，國內監(jiān)獄廣泛使用的閉路監(jiān)控系統(tǒng)，通過電視墻監(jiān)視前端監(jiān)控畫面，采用長延時模擬錄像機進行錄像和回放。這類傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式，在大多時候只能用于事后取證，無法起到防范、預警作用。由于是將民警作為監(jiān)控者，從而在監(jiān)控能力上存在很多局限，這些限制因素使視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在報警精確度差、誤報和漏報現(xiàn)象多、報警響應時間長、錄像數(shù)據(jù)分析困難等缺陷，進而降低整個系統(tǒng)安全性和實用性，因此無法滿足監(jiān)獄系統(tǒng)這類安全級別要求非常高的場所。監(jiān)獄可以將無人機反制系統(tǒng)集成到他們的基于區(qū)域的警報系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對其周界，空域和集中設施的一致完整的監(jiān)控。它的警報提供無人機活動的高級警告，并且可以配置為自動中斷進入指定周界的無人機。無人機反制系統(tǒng)安裝在外部和內部周邊附近，監(jiān)獄干警可以遠程維護。它包含一個通常用于走私的無人機聲學特征數(shù)據(jù)庫，并鏈接到基于瀏覽器的界面，讓干警實時查看當?shù)氐穆晫W活動。一旦檢測到無人機，反制系統(tǒng)會立即通過短信，電子郵件或現(xiàn)有的警報系統(tǒng)發(fā)出警報，并可在幾秒鐘內自動中斷未經授權的無人機。近幾年針對無人機偵測的雷達主要分為機掃雷達、電掃雷達，機掃雷達由于成本便宜受到市場上主要客戶的認可。因此，將5G+無人機反制系統(tǒng)與本身的物防系統(tǒng)相結合，在常規(guī)的防御層面和監(jiān)獄上空的防御都達到最佳狀態(tài)，完美的解決了外界因素對獄內犯罪人員提供幫助的問題，真正讓監(jiān)獄物防系統(tǒng)和5G+無人機反制系統(tǒng)相結合，解決外界與內在的安全隱患，形成一道無法逾越的防御屏障。45g+無人機反制在無人機反制技術方面，隨著無人機市場的快速打開，人們擁有一臺“想飛就飛”的掌上飛機已經不再是難事，但是無人機在監(jiān)獄上空“濫飛”“黑飛”事故頻發(fā)，傷人毀物，甚至可能被恐怖分子利用，對監(jiān)獄的管理和安全造成了極大的挑戰(zhàn)。針對這種行為，使用無人機反制系統(tǒng)便成了一種必然的選擇。無人機反制系統(tǒng)，是對無人機的信號進行識別后，通過釋放不同頻段的信號來實現(xiàn)對無人機信號的干擾、覆蓋和阻斷，同時接收無人機的真實終端信號，根據(jù)真實終端信號釋放誘騙信號，控制無人機，使其進行迫降，以實現(xiàn)對無人機的反制。因為環(huán)境的特殊性，監(jiān)獄內較為封閉的場地是使用無人機反制系統(tǒng)較為理想的地點。地點的封閉性以及確定性能夠避免反制系統(tǒng)因反復拆裝而導致的安全漏洞，也能夠通過多次試驗不斷提高系統(tǒng)的可靠性、安全性。伴隨著5G技術的研發(fā)，5G+無人機反制系統(tǒng)對于無人機防控就顯得尤為重要。當監(jiān)獄常規(guī)的監(jiān)管模式逐步完善，5G+無人機反制系統(tǒng)的融入極大的增強了監(jiān)獄的安全體系，確保服刑人員不會得到違禁物品進行逃脫等違法犯罪的情況。無人機反制系統(tǒng)主要由監(jiān)測以及打擊系統(tǒng)構成，用5G技術的高速傳輸，保證無人機反制系統(tǒng)的正常運行，在不法分子利用無人機入侵監(jiān)區(qū)的極短時間內，實現(xiàn)捕獲信號并鎖定目標的要求。再由5G技術分析其信號，并控制無人機之后實現(xiàn)迫降，或者直接對其實施打擊。利用5G更大的容量，實現(xiàn)同時操作多臺機械，可以確保無人機反制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有效性。但是也要注意相關技術的不完善問題：無人機