無(wú)人機(jī)的探測(cè)與反制

無(wú)人機(jī)的探測(cè)與反制

1無(wú)人機(jī)的黑飛現(xiàn)象1.1黑飛已關(guān)閉1.1.1無(wú)人機(jī)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(jī)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(wú)人機(jī)正在將危險(xiǎn)且致命的物品走私到這些場(chǎng)所。2016—2017年間，我國(guó)發(fā)現(xiàn)一犯罪團(tuán)伙在全國(guó)各地違法投遞了55次。他們將藥物運(yùn)送到牢房的窗戶，為囚犯提供違禁品。據(jù)估計(jì)，在5個(gè)不同的監(jiān)獄中，其全年向囚犯提供了價(jià)值550萬(wàn)人民幣的藥物，大部分為甲類。1.1.2機(jī)操縱者缺乏安全認(rèn)知除去非法企圖，絕大部分黑飛問(wèn)題是由于民用機(jī)操縱者缺乏安全認(rèn)知，存在疏忽大意或僥幸心理。對(duì)于保密機(jī)關(guān)安全泄露等嚴(yán)重后果懷著事不關(guān)己高高掛起的態(tài)度，導(dǎo)致黑飛問(wèn)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(wú)人機(jī)的侵襲存在以下風(fēng)險(xiǎn)：一是無(wú)人機(jī)竊取監(jiān)獄內(nèi)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(wú)人機(jī)走私煙草、毒品甚至兇器等違禁物品。無(wú)人機(jī)“濫飛”“黑飛”安全事故高發(fā)，犯罪分子運(yùn)用無(wú)人飛機(jī)在牢房中傳輸諜報(bào)、投放毒品等變成監(jiān)獄管理中的關(guān)鍵隱患。(2)監(jiān)獄面臨的挑戰(zhàn)主要是小型民用無(wú)人機(jī)，其特點(diǎn)是低、小、慢，即低空飛行、小型機(jī)、慢速。此類飛行器購(gòu)買渠道廣，可得性強(qiáng)，普及率高。而且根據(jù)《民用無(wú)人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》等相關(guān)規(guī)定，無(wú)人機(jī)質(zhì)量在4千克之下，起飛重量在7千克之下，由無(wú)人機(jī)駕駛員自己負(fù)責(zé)飛行，不需要相關(guān)證件、執(zhí)照。且禁飛區(qū)管理?xiàng)l例普及性不高，管控弱，且敘述性籠統(tǒng)，約束性不強(qiáng)，缺乏可實(shí)施性，正是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)使用缺乏相關(guān)約束，導(dǎo)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(dá)反射面積小，因此難以發(fā)現(xiàn)，不易防控。25g技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)5G的三大特點(diǎn)非常明確：一是高速率：在實(shí)際應(yīng)用中，5G網(wǎng)絡(luò)的速率是4G網(wǎng)絡(luò)10倍以上；二是低時(shí)延：5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延大約幾十毫秒，比人的反應(yīng)速度還要快；三是廣連接：5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，配合其他技術(shù)，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(wàn)物互聯(lián)的全新景象。目前，大型無(wú)人機(jī)的載重量最高可達(dá)數(shù)十公斤，甚至有公司已經(jīng)著手開(kāi)發(fā)用于載人的無(wú)人機(jī)，而微型無(wú)人機(jī)最小則只有幾十克，與自然界的蚊蟲(chóng)相差無(wú)幾。這兩種無(wú)人機(jī)對(duì)于監(jiān)獄的保密以及管理都有巨大的威脅，因此，監(jiān)獄對(duì)于無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)有著巨大的需求。需求推動(dòng)科技的發(fā)展，現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)已經(jīng)初步發(fā)展出一套常規(guī)方案：借助無(wú)線電偵測(cè)測(cè)向系統(tǒng)對(duì)黑飛無(wú)人機(jī)進(jìn)行搜索、發(fā)現(xiàn)、識(shí)別，并啟動(dòng)光電偵測(cè)跟蹤系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行光學(xué)確認(rèn)、定位并鎖定跟蹤，隨后，啟動(dòng)無(wú)線電干擾系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)信號(hào)進(jìn)行干擾阻斷，使無(wú)人機(jī)迫降或返航。尤其針對(duì)獄內(nèi)的敏感、重點(diǎn)區(qū)域設(shè)計(jì)全天時(shí)、全天候無(wú)人自動(dòng)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也在加緊開(kāi)發(fā)中，以期有效監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)的侵入，并通過(guò)電磁干擾，驅(qū)離或迫降無(wú)人機(jī)。這樣看來(lái)，無(wú)人機(jī)的反制系統(tǒng)已經(jīng)臻于完善，沒(méi)有必要再繼續(xù)發(fā)展，更遑論研究反無(wú)人機(jī)與5G結(jié)合技術(shù)了。然而，實(shí)際操作起來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有這樣簡(jiǎn)單。無(wú)人機(jī)一旦出現(xiàn)失控現(xiàn)象，除了少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)返航的高端無(wú)人機(jī)，墜落幾乎是必然的結(jié)果。然而，無(wú)人機(jī)的動(dòng)力來(lái)源是鋰電池，其破壞力至少相當(dāng)于數(shù)千克炸藥的威力，對(duì)人員與財(cái)產(chǎn)的威脅極大。更何況監(jiān)獄由于空間相對(duì)封閉，可供躲閃的區(qū)域較少，人員相對(duì)集中，無(wú)人機(jī)一旦闖入監(jiān)獄就會(huì)像不定時(shí)的炸彈一樣，對(duì)監(jiān)獄內(nèi)的人員和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅?，F(xiàn)有的無(wú)人機(jī)反制技術(shù)，尤其是大部分公司推出的手持式反制器是針對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、迫降或返航的中低端無(wú)人機(jī)而言，若是不法分子使用的無(wú)人機(jī)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(shí)施有預(yù)謀的無(wú)人機(jī)攜帶違禁品或是實(shí)施自殺式襲擊，那么后果將不堪設(shè)想。隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的載重量也在逐步增加，甚至部分特大型無(wú)人機(jī)已經(jīng)具備了載人能力，倘若將這種具備載人能力的無(wú)人機(jī)運(yùn)用在監(jiān)獄服刑人員越獄上，從無(wú)人機(jī)突破現(xiàn)有反制系統(tǒng)的防線進(jìn)入監(jiān)獄到帶走罪犯完成脫逃，最快不過(guò)幾十秒的時(shí)間，在這么短的時(shí)間內(nèi)有可能監(jiān)獄的防備力量還沒(méi)有注意到無(wú)人機(jī)進(jìn)入監(jiān)獄，脫逃行為就已經(jīng)完成。除了載人，特大型無(wú)人機(jī)還可攜帶大量違禁品、刀具甚至是?；?，并對(duì)反制系統(tǒng)的固定設(shè)施造成巨大威脅，如果被不法分子利用，極有可能會(huì)用來(lái)破壞反制設(shè)施，并引發(fā)暴獄事件。借助無(wú)人機(jī)，不法分子可以偵查監(jiān)獄內(nèi)警力配置、換崗時(shí)間，甚至直接協(xié)助罪犯越獄脫逃，已經(jīng)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(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)獲得快速發(fā)展，出現(xiàn)了不法分子用利用無(wú)人機(jī)向監(jiān)獄內(nèi)運(yùn)送禁止攜帶的物資，或者是搜集至監(jiān)獄的安保情況，對(duì)監(jiān)獄的管理造成了不良的影響。5G技術(shù)使得無(wú)人機(jī)可以擺脫信號(hào)的限制，不法分子可以在極遠(yuǎn)的地方對(duì)監(jiān)獄安全系統(tǒng)進(jìn)行干擾甚至破壞，這對(duì)監(jiān)獄的安全造成了極大的威脅。5G技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果，其數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的網(wǎng)絡(luò)，這樣的技術(shù)突破實(shí)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(shè)備連接。借助5G，各種網(wǎng)絡(luò)終端的連接都成為可能，例如連接無(wú)人機(jī)。有了5G技術(shù)，無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)蜂群戰(zhàn)術(shù)，大規(guī)模小型無(wú)人機(jī)的自殺式襲擊或是刺探情報(bào)成為了輕易就能實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)術(shù)，而現(xiàn)有的反制系統(tǒng)只能夠針對(duì)中大型慢速無(wú)人機(jī)，無(wú)力應(yīng)對(duì)這樣的情況。而由于無(wú)力應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)的滲透導(dǎo)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(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)更新?lián)Q代已經(jīng)迫在眉睫。更嚴(yán)重的是，目前全國(guó)只有不到百分之十的監(jiān)獄配置了無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)能夠利用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)升級(jí)，那么無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)未必不能嘗試。基于這樣的觀點(diǎn)，本項(xiàng)目組進(jìn)行了嘗試，并取得了一定成果。借助5G技術(shù)超高的傳輸速率和超低延遲，反制系統(tǒng)的偵測(cè)范圍更遠(yuǎn)，偵測(cè)精度更佳，能夠同時(shí)壓制多個(gè)目標(biāo)。有了5G，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)和AI技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)實(shí)時(shí)實(shí)景導(dǎo)航，網(wǎng)絡(luò)輔助的環(huán)境感知智能避障。無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)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(jí)。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(diǎn)工程，實(shí)際性地解決監(jiān)獄管理中所存在的問(wèn)題，全面提高警務(wù)工作的效率，切實(shí)保證監(jiān)獄絕對(duì)安全的智能化解決方案。利用現(xiàn)代化技術(shù)是建設(shè)“智慧監(jiān)獄”唯一一種途徑，形成以物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為支撐，建成以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用與監(jiān)獄業(yè)務(wù)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(duì)獄內(nèi)犯罪人員進(jìn)行有效的看管和改造，并且依靠現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與人防技術(shù)和物防技術(shù)應(yīng)用的延伸和加強(qiáng)，防止不良嚴(yán)重行為事件的發(fā)生。近年來(lái)，隨著我國(guó)監(jiān)獄押犯結(jié)構(gòu)、獄情和犯情的變化，監(jiān)獄安全形勢(shì)更加嚴(yán)峻，安全防范面臨的壓力越來(lái)越大。監(jiān)獄安全是監(jiān)獄實(shí)現(xiàn)其工作方針和首要標(biāo)準(zhǔn)的基本前提，維護(hù)監(jiān)獄安全是一項(xiàng)規(guī)模宏大的系統(tǒng)工程，必須綜合運(yùn)用人防、物防、技防等理論和手段，構(gòu)筑起監(jiān)獄長(zhǎng)期有效的安全防范體系，保證監(jiān)獄的長(zhǎng)治久安。其中，技術(shù)防范越來(lái)越受到監(jiān)獄部門的重視，監(jiān)獄安全技術(shù)防范工作內(nèi)容繁雜、責(zé)任重大，主要包括防止犯人暴力襲警、劫持人質(zhì)、越獄脫逃、行兇、強(qiáng)行沖監(jiān)事件的控制、處理和提供視頻資料等，對(duì)確保監(jiān)獄，安全，保持監(jiān)管秩序穩(wěn)定，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。監(jiān)獄在總體的安全預(yù)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(chǔ)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(jié)合，為了更好的對(duì)犯人進(jìn)行管理，建立一套科學(xué)化的聯(lián)防系統(tǒng)是非常必要的，這也是建設(shè)“智慧監(jiān)獄”所要解決的問(wèn)題。對(duì)于監(jiān)獄的安全管控來(lái)說(shuō)，如何將物理防御與警報(bào)系統(tǒng)相結(jié)合處理緊急事件是一個(gè)很重要的問(wèn)題，而物防的失誤往往會(huì)使緊急事件的處理變得困難，導(dǎo)致越獄等嚴(yán)重危害安全的行為發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)獄的物理防御層面包括監(jiān)獄電網(wǎng)和傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)。而這些物防系統(tǒng)一旦出現(xiàn)老化失靈的問(wèn)題，如不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，后果是不能夠想象的。物防系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)更新相對(duì)來(lái)說(shuō)比較慢，后續(xù)維保養(yǎng)也是一筆難以衡量的費(fèi)用，并且物防系統(tǒng)最大的缺失就是相對(duì)于監(jiān)獄周圍空域的管控。一般來(lái)說(shuō)，物防系統(tǒng)針對(duì)的主要是獄內(nèi)的人員，防止其以各種手段進(jìn)行越獄等嚴(yán)重違法違紀(jì)行為的發(fā)生。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)獲得快速發(fā)展，出現(xiàn)了不法分子用利用無(wú)人機(jī)向監(jiān)獄內(nèi)運(yùn)送禁止攜帶的物資，或者是搜集至監(jiān)獄的安保情況，對(duì)監(jiān)獄的管理造成了不良的影響。5G技術(shù)使得無(wú)人機(jī)可以擺脫信號(hào)的限制，不法分子可以在極遠(yuǎn)的地方對(duì)監(jiān)獄安全系統(tǒng)進(jìn)行干擾甚至破壞，這對(duì)監(jiān)獄的安全造成了極大的威脅。常規(guī)的監(jiān)獄電網(wǎng)和監(jiān)控報(bào)警設(shè)施的防御層面都很受限制，對(duì)于監(jiān)獄周圍及其上方空域所出現(xiàn)的無(wú)人機(jī)很難進(jìn)行管控。監(jiān)獄的環(huán)境復(fù)雜，涉及的安防手段極其廣泛，如視頻監(jiān)控、緊急報(bào)警、監(jiān)聽(tīng)對(duì)講、門禁控制、公共廣播、周界電網(wǎng)等，且每個(gè)監(jiān)獄的情況差異較大，因此每個(gè)監(jiān)獄的需求和技術(shù)的要求都不盡相同。我國(guó)大部分監(jiān)獄都分布在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，受經(jīng)濟(jì)條件的制約，很多監(jiān)獄設(shè)備落后嚴(yán)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(guó)內(nèi)監(jiān)獄廣泛使用的閉路監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)電視墻監(jiān)視前端監(jiān)控畫面，采用長(zhǎng)延時(shí)模擬錄像機(jī)進(jìn)行錄像和回放。這類傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式，在大多時(shí)候只能用于事后取證，無(wú)法起到防范、預(yù)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(bào)警精確度差、誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象多、報(bào)警響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、錄像數(shù)據(jù)分析困難等缺陷，進(jìn)而降低整個(gè)系統(tǒng)安全性和實(shí)用性，因此無(wú)法滿足監(jiān)獄系統(tǒng)這類安全級(jí)別要求非常高的場(chǎng)所。監(jiān)獄可以將無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)集成到他們的基于區(qū)域的警報(bào)系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其周界，空域和集中設(shè)施的一致完整的監(jiān)控。它的警報(bào)提供無(wú)人機(jī)活動(dòng)的高級(jí)警告，并且可以配置為自動(dòng)中斷進(jìn)入指定周界的無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)安裝在外部和內(nèi)部周邊附近，監(jiān)獄干警可以遠(yuǎn)程維護(hù)。它包含一個(gè)通常用于走私的無(wú)人機(jī)聲學(xué)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，并鏈接到基于瀏覽器的界面，讓干警實(shí)時(shí)查看當(dāng)?shù)氐穆晫W(xué)活動(dòng)。一旦檢測(cè)到無(wú)人機(jī)，反制系統(tǒng)會(huì)立即通過(guò)短信，電子郵件或現(xiàn)有的警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，并可在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)中斷未經(jīng)授權(quán)的無(wú)人機(jī)。近幾年針對(duì)無(wú)人機(jī)偵測(cè)的雷達(dá)主要分為機(jī)掃雷達(dá)、電掃雷達(dá)，機(jī)掃雷達(dá)由于成本便宜受到市場(chǎng)上主要客戶的認(rèn)可。因此，將5G+無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)與本身的物防系統(tǒng)相結(jié)合，在常規(guī)的防御層面和監(jiān)獄上空的防御都達(dá)到最佳狀態(tài)，完美的解決了外界因素對(duì)獄內(nèi)犯罪人員提供幫助的問(wèn)題，真正讓監(jiān)獄物防系統(tǒng)和5G+無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)相結(jié)合，解決外界與內(nèi)在的安全隱患，形成一道無(wú)法逾越的防御屏障。45g+無(wú)人機(jī)反制在無(wú)人機(jī)反制技術(shù)方面，隨著無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的快速打開(kāi)，人們擁有一臺(tái)“想飛就飛”的掌上飛機(jī)已經(jīng)不再是難事，但是無(wú)人機(jī)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(duì)監(jiān)獄的管理和安全造成了極大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這種行為，使用無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)便成了一種必然的選擇。無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)，是對(duì)無(wú)人機(jī)的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別后，通過(guò)釋放不同頻段的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)信號(hào)的干擾、覆蓋和阻斷，同時(shí)接收無(wú)人機(jī)的真實(shí)終端信號(hào)，根據(jù)真實(shí)終端信號(hào)釋放誘騙信號(hào)，控制無(wú)人機(jī)，使其進(jìn)行迫降，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的反制。因?yàn)榄h(huán)境的特殊性，監(jiān)獄內(nèi)較為封閉的場(chǎng)地是使用無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)較為理想的地點(diǎn)。地點(diǎn)的封閉性以及確定性能夠避免反制系統(tǒng)因反復(fù)拆裝而導(dǎo)致的安全漏洞，也能夠通過(guò)多次試驗(yàn)不斷提高系統(tǒng)的可靠性、安全性。伴隨著5G技術(shù)的研發(fā)，5G+無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)對(duì)于無(wú)人機(jī)防控就顯得尤為重要。當(dāng)監(jiān)獄常規(guī)的監(jiān)管模式逐步完善，5G+無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)的融入極大的增強(qiáng)了監(jiān)獄的安全體系，確保服刑人員不會(huì)得到違禁物品進(jìn)行逃脫等違法犯罪的情況。無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)以及打擊系統(tǒng)構(gòu)成，用5G技術(shù)的高速傳輸，保證無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在不法分子利用無(wú)人機(jī)入侵監(jiān)區(qū)的極短時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)捕獲信號(hào)并鎖定目標(biāo)的要求。再由5G技術(shù)分析其信號(hào)，并控制無(wú)人機(jī)之后實(shí)現(xiàn)迫降，或者直接對(duì)其實(shí)施打擊。利用5G更大的容量，實(shí)現(xiàn)同時(shí)操作多臺(tái)機(jī)械，可以確保無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有效性。但是也要注意相關(guān)技術(shù)的不完善問(wèn)題：無(wú)人機(jī)