核電站低慢小飛行器的防范及處置

□虞 輝 張明水

一、概述

核電廠主要是防御低空飛行器中的低速小型飛行器，俗稱的低慢小飛行器，“低”是指飛行高度在1,000m以下，“慢”是指飛行時速小于200km，“小”是指雷達反射面積小于1m2的航空器具。防范過程主要包括預(yù)警、警戒、處置三個階段。因目前大部分核電站上空在法規(guī)的層面仍沒有確定為禁飛區(qū)，故處置手段較為簡單，主要是以驅(qū)離飛行器為主。

二、無人機對核電站及核設(shè)施的威脅分析

和平時期核電站受到的無人機威脅主要有兩類：一是恐怖分子、反核人士及懷有政治意圖的不法之徒利用無人機對核電站及核設(shè)施發(fā)動的襲擊，稱之為有意威脅；二是無人機愛好者在操作無人機時，由于各種原因發(fā)生的無意威脅。

(一)有意威脅。

1.恐怖襲擊。恐怖分子、不法之徒和反核人士有意識地發(fā)動恐怖襲擊、襲擾等破壞行動。主要表現(xiàn)在利用無人機平臺攜帶爆炸裝置對核電站進行破壞性襲擊，或利用無人機直接沖撞的形式，對核電站進行襲擾。

2.投放放射性物資。利用夜間低空隱蔽進入核島、核設(shè)施周圍，播撒放射性物資，引發(fā)區(qū)域放射性濃度超標(biāo)，誤導(dǎo)管理層觸發(fā)核泄漏處置程序，擾亂核電、核設(shè)施放射性管理秩序，引發(fā)生產(chǎn)、管理恐慌和各種錯誤操作。

3.投放生化物資。白天以暴露方式直接入侵核電站、核設(shè)施，噴灑生物化學(xué)物資，造成大面積生化污染，引起基地工作人員恐慌，迫使核電、核設(shè)施采取生化消毒措施，擾亂正常工作、生活秩序。

4.施放電磁干擾。利用無人機攜帶干擾設(shè)備，對核電站某些特定頻率實施電磁干擾，導(dǎo)致部分設(shè)備、設(shè)施停機、跳閘、誤操作等。搭載小功率的GPS干擾機，飛臨核電站空域，對GPS授時系統(tǒng)進行干擾。

5.技術(shù)偵查。無人機攜帶攝錄像裝置侵入核電站，進行偷窺偷視，竊取核設(shè)施秘密。

6.制造恐慌。無人機懸掛標(biāo)語或在核電站拋撒傳單等，制造事端、影響政治穩(wěn)定。

7.反核宣傳。通過無人機侵入核電站形式，向民眾凸顯核電站存在的安全漏洞，煽動民眾的反核情緒，以此表示對核能開發(fā)利用計劃的抗議。

(二)無意襲擾。無意襲擾主要發(fā)生在：一是無人機愛好者在操控?zé)o人機時，法制觀念不強或不了解核電站及核設(shè)施上空關(guān)于飛行限制的有關(guān)規(guī)定誤入核電站及核設(shè)施。目前，除大亞灣核電站經(jīng)空軍批準(zhǔn)劃定半徑5公里飛行限制區(qū)外，其它核電站、核設(shè)施均未設(shè)定為禁飛區(qū)。二是無人機發(fā)生故障失控進入核電站及核設(shè)施區(qū)域。三是為滿足獵奇心理，利用無人機攜帶攝錄像裝置，核電站及核設(shè)施進行偷窺偷視，泄露核電站核設(shè)施秘密。四是無論何種原因，無人機進入核電站及核設(shè)施上空，都會影響正常生產(chǎn)、工作秩序，對核電站安全產(chǎn)生隱患。

三、核電站反無人機防御系統(tǒng)的構(gòu)建

(一)系統(tǒng)的基本功能。

1.發(fā)現(xiàn)與跟蹤。采用以雷達探測為主、無線電頻譜探測及通信協(xié)議破解、光電探測(主要用于識別取證)為輔的多傳感器手段。由低空監(jiān)視雷達對大范圍空域?qū)嵤┻B續(xù)搜索，全方位監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各類活動目標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)防護區(qū)域內(nèi)的“低慢小”飛行物，并自動引導(dǎo)光電探測設(shè)備進行探測識別，對其實施連續(xù)鎖定跟蹤。同時，無線電信號探測設(shè)備也會對防區(qū)內(nèi)無人機通信信號進行連續(xù)搜索，實時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并通過已破解的通信協(xié)議，對無人機進行敵我識別。

2.目標(biāo)識別。綜合利用雷達回波特征、運動特征、頻譜特征、破解的無線電通信協(xié)議，結(jié)合可見光、紅外熱成像探測系統(tǒng)的圖像處理手段，對空中目標(biāo)進行確認(rèn)識別。

3.入侵取證。系統(tǒng)具有對非法進入防護區(qū)范圍的低空飛行物自動進行實時記錄圖像功能，同屏顯示并記錄時間、日期和飛行物位置信息(空間+時間)。支持事后回放功能，硬盤錄像機錄像時間180天。

4.實時威脅評估。系統(tǒng)根據(jù)飛行物屬性、類型特征、運動參數(shù)和與被保護目標(biāo)的距離等數(shù)據(jù)進行威脅等級評估。對進入不同級別防護區(qū)的目標(biāo)向安保人員進行相應(yīng)的提示預(yù)警。

5.信息處理與分發(fā)。系統(tǒng)對不同防區(qū)、不同傳感器的數(shù)據(jù)進行融合處理，并視情將處理后的信息分發(fā)給用戶內(nèi)部相關(guān)單位、部門和人員。

6.綜合態(tài)勢顯示。系統(tǒng)配備全面地貌特征的地理信息系統(tǒng)(GIS)驅(qū)動引擎，顯示防護范圍內(nèi)的鳥瞰圖。電子地圖是防護區(qū)空中態(tài)勢顯示的基本配置，電子地圖是一個可以縮放、平移的展示防護區(qū)周邊空域情況的基礎(chǔ)信息，所有的入侵飛行物以圖標(biāo)的形式顯示其上，各級防護區(qū)(如預(yù)警區(qū)、處置區(qū)等)以不同的顏色加以區(qū)分，以供安保人員能清晰地辨別入侵目標(biāo)處于防護區(qū)的級別。系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)所處防護區(qū)級別，自動向安保人員發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警或告警信息。

7.多目標(biāo)綜合處置。通信阻斷：系統(tǒng)對進入防區(qū)的無人機通過破解通信協(xié)議編碼，區(qū)分?jǐn)澄覠o人機，對敵方無人機采取通信信道阻斷，迫使其返航或降落。而己方無人機通信協(xié)議編碼已被注冊為我機，將不受任何干擾，可繼續(xù)執(zhí)行飛行任務(wù)。此技術(shù)最大優(yōu)點是不對己方無線電設(shè)備形成干擾，非常適合于機場、大型集會等應(yīng)用場景。

電子壓制：在未偵測到無人機無線信號的情況下，雷達可引導(dǎo)電子干擾機對入侵的無線電靜默無人機實施通信和導(dǎo)航壓制，致其失效或自主返航。

當(dāng)多批目標(biāo)出現(xiàn)在地圖背景中時，安保人員可根據(jù)系統(tǒng)的威脅評估結(jié)果，通過鼠標(biāo)點擊關(guān)心的目標(biāo)，光電系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)向該目標(biāo)，對其識別取證，對進入處置區(qū)內(nèi)的目標(biāo)自動采取設(shè)定的處置策略。系統(tǒng)亦可根據(jù)評估結(jié)果自動發(fā)出告警信息，根據(jù)評估的威脅程度，按照優(yōu)先級排序自動進行順序處置，直至完成處置處理。

8.處置效果評估。在實施反制行動的同時，雷達、光電設(shè)備對目標(biāo)實施自動鎖定跟蹤，通過目標(biāo)運動軌跡對處置效果進行評估，并將評估結(jié)果以聲光電等形式向安保人員發(fā)出返航、迫降等提示信息。

9.目標(biāo)指示和引導(dǎo)。系統(tǒng)還可提供接口，為空中飛行管制部門、警察、軍隊防空武器系統(tǒng)等提供飛行物目標(biāo)位置信息及引導(dǎo)信息。

(二)系統(tǒng)組成。

1.指揮控制系統(tǒng)。指揮控制系統(tǒng)用于綜合各類傳感器信息，對防護空域內(nèi)空情態(tài)勢進行分析評估，對威脅目標(biāo)根據(jù)預(yù)案采取相應(yīng)響應(yīng)措施，消除或降低低空小型飛行器對核電廠造成的安全威脅。

2.探測預(yù)警系統(tǒng)。探測預(yù)警系統(tǒng)主要由相控陣?yán)走_和無線電偵測設(shè)備組成。根據(jù)其廠區(qū)平面現(xiàn)狀，在廠區(qū)制高點分別雷達和無線電偵測設(shè)備，探測預(yù)警系統(tǒng)作用范圍要覆蓋整個預(yù)警區(qū)。

3.監(jiān)視識別系統(tǒng)。監(jiān)視識別系統(tǒng)主要由光電設(shè)備(可見光及紅外熱成像攝像機)組成，對目標(biāo)屬性進行分類識別，實現(xiàn)24小時自動不間斷識別取證。監(jiān)視識別系統(tǒng)作用范圍要覆蓋整個警戒區(qū)。

4.攔截處置系統(tǒng)。攔截處置系統(tǒng)主要由無線通訊協(xié)議破解設(shè)備、電磁干擾設(shè)備、便攜式干擾器、強光設(shè)備組成。便攜式干擾器可應(yīng)用于進入“處置2區(qū)”以內(nèi)入侵目標(biāo)的補充防護設(shè)備，還可對廠區(qū)內(nèi)飛行高度較低、處于探測處置盲區(qū)位置的低空小型飛行器進行應(yīng)急處置。

四、結(jié)語

核電廠低空飛行器(低慢小飛行器)防范目前正處于啟動期，一方面雖然研究的單位如雨后春筍般出現(xiàn)，但整體來說技術(shù)還不夠成熟，研究出的產(chǎn)品也是魚龍混雜。另一方面由于核電廠有許多控制系統(tǒng)，為了避免電磁干擾對電廠控制系統(tǒng)的影響，有些反制的手段需要慎重使用，例如：GPS誘導(dǎo)是否會影響機組運行，根據(jù)核電廠保守決策的原則，需要慎重使用；當(dāng)然火力打擊及激光打擊，更加沒有法律的支持，故這些反制手段都無法使用，核電廠的無人機反制手段主要是以驅(qū)離為主。核電站低空飛行器(低慢小飛行器)防范由于種種原因使得目前的產(chǎn)品仍需要不斷完善。