냉전 이후 국제 테러리즘의 기승 및 국지전 발생 가능성이 높아져 있으며, 특히 미국 본토에 대한 911 테러 이후 국경 경계 시스템의 수요가 확산되고 있는 추세이다. 세계 유일의 분단국가인 우리나라는 전방 GOP를 포함한 군 주요시설에 대한 수요가 확산되고 있을 뿐 아니라, 주요 산업 시설에 대한 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 물리 보안 펜스 침입감지기는 보안구역에 대해 침입자를 외곽 펜스 지역에서 침입 인지, 경고, 출동, 진압을 위하여 필수적으로 요구되는 센서 요소로서 펜스에 직접 부착하거나 별도의 구조물을 사용하여 구축되며 침입자가 펜스 또는 센서를 충격, 굴곡, 절단할 때 이를 감지하는 기술이다. 감지성능, 오경보율(...
냉전 이후 국제 테러리즘의 기승 및 국지전 발생 가능성이 높아져 있으며, 특히 미국 본토에 대한 911 테러 이후 국경 경계 시스템의 수요가 확산되고 있는 추세이다. 세계 유일의 분단국가인 우리나라는 전방 GOP를 포함한 군 주요시설에 대한 수요가 확산되고 있을 뿐 아니라, 주요 산업 시설에 대한 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 물리 보안 펜스 침입감지기는 보안구역에 대해 침입자를 외곽 펜스 지역에서 침입 인지, 경고, 출동, 진압을 위하여 필수적으로 요구되는 센서 요소로서 펜스에 직접 부착하거나 별도의 구조물을 사용하여 구축되며 침입자가 펜스 또는 센서를 충격, 굴곡, 절단할 때 이를 감지하는 기술이다. 감지성능, 오경보율(False Alarm Rate)의 최소화 및 경제적 구축비용 등이 시장 진입 및 확대에 가장 큰 요소이다. 본 논문의 연구 대상인 정전용량식 침입탐지 펜스는 물리 보안 펜스(철책)에 감지케이블을 체결하여 보안 펜스의 진동 또는 충격 시 침입을 감지하는 기술로 침입 발생 시 차폐 다심 케이블 내부의 마찰대전에 의해 발생한 전하량의 크기 및 주파수를 계측하여 침입을 경보하도록 구성되어 있다. 전기적인 신호를 발생하거나 자기장의 변화에 영향을 받지 않아 낙뢰 및 EMI에 의한 오경보를 최소화 할 수 있으며, 범용의 옥외용 통신케이블을 사용하여 구축비용과 유지보수 비용을 획기적으로 절감해 시장경쟁력을 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 국내 최초로 정전용량식 침입탐지 펜스 시스템을 개발하는 과정에서 감지성능을 유지하면서 오경보율을 최소화하기 위해 환경 잡음예측 알고리즘 설계 방법을 제안하였다. 감지 성능 및 오경보율 확인, 데이터 수집, 분석을 위해서 서울시립대학교 환경원예학과 현장실습 장소에 펜스모델을 구축하였다. 먼저 1개월 동안 구축한 펜스모델에서 마찰대전에 의해 발생한 전하량의 크기를 계측하여 침입 알람을 경보하도록 하였으며 평균풍속, 평균온도, 강수량, 상대습도와 경보건수와의 상관분석을 진행하였다. 상관계수를 보면, 풍속과 관계가 있는 것을 확인하였다. 또한 오경보 필터링을 위해 주파수 스펙트럼 분석 시 요구되는 최적 FFT 연산 조건으로 창함수의 길이는 128 샘플이 적합하며, Hamming 창함수를 적용하는 것이 유용하다. 주파수 특성 분석을 적용하여 1개월 동안의 침입 경보 데이터를 수집하여 적용 전후를 비교하니, 1,094건에서 18건으로 약 98% 감소하였다. 둘째로, 전자식 보안펜스에서 오경보 감소를 위한 잡음예측 알고리즘 설계를 위해서 월책, 결속선절단, 케이블충격 등의 침입 행위에 따른 신호 데이터 및 환경잡음(풍속)에 따른 신호 데이터를 수집하였다. 신호 데이터의 침입신호와 풍향, 풍속에 의한 신호를 학습데이터로 분류 및 보정을 하고, 실시간으로 들어오는 신호 데이터 및 풍향, 풍속을 이용하였다. LS-SVR(Lease Squares-Support Vector Regression) 알고리즘 이용해 잡음을 예측하여 환경잡음의 영향을 실시간으로 제거해 오경보를 필터링 하였다. 3개월 동안의 데이터를 시뮬레이션 하여 오경보율(False Alarm Rate)이 0건이 되는 것을 확인하였다. 본 논문의 성과는 정전용량식 외곽 보안펜스 시스템의 설계에서 전자펜스 모델을 구축하여, 주파수 특성 분석 알고리즘을 적용한 후 감지성능을 유지하면서 오경보율을 최소화 되는 것을 확인하였다. 환경잡음예측 알고리즘을 설계하고 풍속에 의한 영향을 시뮬레이션 하여 오경보 필터링이 가능할 것으로 판단된다. 제안된 방식을 이용한 외곽 보안펜스 시스템 및 감시시스템과의 유기적인 연동을 제공하는 외곽침입 관제시스템은 최적의 운영 방안을 제공할 것으로 기대된다.
냉전 이후 국제 테러리즘의 기승 및 국지전 발생 가능성이 높아져 있으며, 특히 미국 본토에 대한 911 테러 이후 국경 경계 시스템의 수요가 확산되고 있는 추세이다. 세계 유일의 분단국가인 우리나라는 전방 GOP를 포함한 군 주요시설에 대한 수요가 확산되고 있을 뿐 아니라, 주요 산업 시설에 대한 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 물리 보안 펜스 침입감지기는 보안구역에 대해 침입자를 외곽 펜스 지역에서 침입 인지, 경고, 출동, 진압을 위하여 필수적으로 요구되는 센서 요소로서 펜스에 직접 부착하거나 별도의 구조물을 사용하여 구축되며 침입자가 펜스 또는 센서를 충격, 굴곡, 절단할 때 이를 감지하는 기술이다. 감지성능, 오경보율(False Alarm Rate)의 최소화 및 경제적 구축비용 등이 시장 진입 및 확대에 가장 큰 요소이다. 본 논문의 연구 대상인 정전용량식 침입탐지 펜스는 물리 보안 펜스(철책)에 감지케이블을 체결하여 보안 펜스의 진동 또는 충격 시 침입을 감지하는 기술로 침입 발생 시 차폐 다심 케이블 내부의 마찰대전에 의해 발생한 전하량의 크기 및 주파수를 계측하여 침입을 경보하도록 구성되어 있다. 전기적인 신호를 발생하거나 자기장의 변화에 영향을 받지 않아 낙뢰 및 EMI에 의한 오경보를 최소화 할 수 있으며, 범용의 옥외용 통신케이블을 사용하여 구축비용과 유지보수 비용을 획기적으로 절감해 시장경쟁력을 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 국내 최초로 정전용량식 침입탐지 펜스 시스템을 개발하는 과정에서 감지성능을 유지하면서 오경보율을 최소화하기 위해 환경 잡음예측 알고리즘 설계 방법을 제안하였다. 감지 성능 및 오경보율 확인, 데이터 수집, 분석을 위해서 서울시립대학교 환경원예학과 현장실습 장소에 펜스모델을 구축하였다. 먼저 1개월 동안 구축한 펜스모델에서 마찰대전에 의해 발생한 전하량의 크기를 계측하여 침입 알람을 경보하도록 하였으며 평균풍속, 평균온도, 강수량, 상대습도와 경보건수와의 상관분석을 진행하였다. 상관계수를 보면, 풍속과 관계가 있는 것을 확인하였다. 또한 오경보 필터링을 위해 주파수 스펙트럼 분석 시 요구되는 최적 FFT 연산 조건으로 창함수의 길이는 128 샘플이 적합하며, Hamming 창함수를 적용하는 것이 유용하다. 주파수 특성 분석을 적용하여 1개월 동안의 침입 경보 데이터를 수집하여 적용 전후를 비교하니, 1,094건에서 18건으로 약 98% 감소하였다. 둘째로, 전자식 보안펜스에서 오경보 감소를 위한 잡음예측 알고리즘 설계를 위해서 월책, 결속선절단, 케이블충격 등의 침입 행위에 따른 신호 데이터 및 환경잡음(풍속)에 따른 신호 데이터를 수집하였다. 신호 데이터의 침입신호와 풍향, 풍속에 의한 신호를 학습데이터로 분류 및 보정을 하고, 실시간으로 들어오는 신호 데이터 및 풍향, 풍속을 이용하였다. LS-SVR(Lease Squares-Support Vector Regression) 알고리즘 이용해 잡음을 예측하여 환경잡음의 영향을 실시간으로 제거해 오경보를 필터링 하였다. 3개월 동안의 데이터를 시뮬레이션 하여 오경보율(False Alarm Rate)이 0건이 되는 것을 확인하였다. 본 논문의 성과는 정전용량식 외곽 보안펜스 시스템의 설계에서 전자펜스 모델을 구축하여, 주파수 특성 분석 알고리즘을 적용한 후 감지성능을 유지하면서 오경보율을 최소화 되는 것을 확인하였다. 환경잡음예측 알고리즘을 설계하고 풍속에 의한 영향을 시뮬레이션 하여 오경보 필터링이 가능할 것으로 판단된다. 제안된 방식을 이용한 외곽 보안펜스 시스템 및 감시시스템과의 유기적인 연동을 제공하는 외곽침입 관제시스템은 최적의 운영 방안을 제공할 것으로 기대된다.
The perimeter intrusion detection system are on outskirts of security management object. The intrusion security products are installed in building for protection. The perimeter intrusion detection system is for more critical site and area like as air-force and military camp. The guard system which d...
The perimeter intrusion detection system are on outskirts of security management object. The intrusion security products are installed in building for protection. The perimeter intrusion detection system is for more critical site and area like as air-force and military camp. The guard system which detects and warns the invader of critical infrastructure protection around the security fence, dispatches and suppresses the invader in called scientific guard system. This process is constitute with perimeter sensor, surveillance and 2C, command and control. The reason why perimeter sensor is necessary, not just surveillance system, is that when using video surveillance means, there can be surveillance blind area or night detection can be insufficient. Therefore, for the perfect scientific guard, perimeter sensor is essential. The important things are detection performance, low false alarm and competitive price to enter and enlarge perimeter intrusion detection market. This fence system based on electric charge detection charge technique was developed and implemented. This technique is based on the triboelectric. The sensor cable can be bound on different kinds of perimeter fences like concertina wire and metallic wire mesh. A simple telecommunication cable can be employed instead of the sensor element. Sensing generated minimal charges is core principle to detect the intrusion through the fence. It’s a passive type fence system based on receiving electrostatic charge generated by the friction electromotive force. The guard alarm for perimeter fences generates notice and the IP camera indicate at the fence deformation location. Unauthorized crossing over fences are detected very reliable. The malfunction filtering algorithms were made a suggestion to reduce error alarms maintaining detection performance. The electronic security fence model was installed to investigate detection performance and false alarm rate at greenhouse science lab of Seoul university in Korea. The intrusion alarm data and environmental information was gathered in the database. The environmental information was average wind speed, average temperature, precipitation and relative humidity. The correlation analysis between environmental information and intrusion alarm was made. The correlation factor of the wind speed is near to one and very interrelated. Firstly, the existing system determines the intrusion alarm by analyzing the amplified signal. The alarm was seriously affected by natural strong wind and heavy rainfall. The characteristic frequency is determined from the output of charge amplifier. There are different frequency characteristic between overall vibrations on the fence by environmental factor and partial impact on the fence by intrusion. The aging and installation condition of the fence have an effect on the characteristic. The proposed system showed false alarm rate of 98% decrease for one month compared with the existing system. Secondly, intrusion alarm signals from crossing over the fence, cutting the sensor cable and the force on the sensor cable were gathered and wind speed and direction data using anemometer(WindLog) also collected. They were classified and compensated as learning data, the real-time signal from fence and the wind speed were calculated using LS-SVR(Least Squares-Support Vector Regression) algorithm to predict noise and reduce error alarm. The error alarm would be zero from malfunction filtering algorithm simulation for experimental data using LS-SVR. The low false alarm rate are achieved maintaining the detection performance after applying malfunction filtering algorithm to electronic fence through design of electronic security fence using friction electricity sensor and installation of electronic fence model. It’s possible to reduce the false alarm using design of noise prediction algorithm and filtering of false alarm affected by wind speed. The perimeter intrusion monitoring system expect to provide the optimal operation measure to interwork surveillance system with perimeter sensor using the proposed method.
The perimeter intrusion detection system are on outskirts of security management object. The intrusion security products are installed in building for protection. The perimeter intrusion detection system is for more critical site and area like as air-force and military camp. The guard system which detects and warns the invader of critical infrastructure protection around the security fence, dispatches and suppresses the invader in called scientific guard system. This process is constitute with perimeter sensor, surveillance and 2C, command and control. The reason why perimeter sensor is necessary, not just surveillance system, is that when using video surveillance means, there can be surveillance blind area or night detection can be insufficient. Therefore, for the perfect scientific guard, perimeter sensor is essential. The important things are detection performance, low false alarm and competitive price to enter and enlarge perimeter intrusion detection market. This fence system based on electric charge detection charge technique was developed and implemented. This technique is based on the triboelectric. The sensor cable can be bound on different kinds of perimeter fences like concertina wire and metallic wire mesh. A simple telecommunication cable can be employed instead of the sensor element. Sensing generated minimal charges is core principle to detect the intrusion through the fence. It’s a passive type fence system based on receiving electrostatic charge generated by the friction electromotive force. The guard alarm for perimeter fences generates notice and the IP camera indicate at the fence deformation location. Unauthorized crossing over fences are detected very reliable. The malfunction filtering algorithms were made a suggestion to reduce error alarms maintaining detection performance. The electronic security fence model was installed to investigate detection performance and false alarm rate at greenhouse science lab of Seoul university in Korea. The intrusion alarm data and environmental information was gathered in the database. The environmental information was average wind speed, average temperature, precipitation and relative humidity. The correlation analysis between environmental information and intrusion alarm was made. The correlation factor of the wind speed is near to one and very interrelated. Firstly, the existing system determines the intrusion alarm by analyzing the amplified signal. The alarm was seriously affected by natural strong wind and heavy rainfall. The characteristic frequency is determined from the output of charge amplifier. There are different frequency characteristic between overall vibrations on the fence by environmental factor and partial impact on the fence by intrusion. The aging and installation condition of the fence have an effect on the characteristic. The proposed system showed false alarm rate of 98% decrease for one month compared with the existing system. Secondly, intrusion alarm signals from crossing over the fence, cutting the sensor cable and the force on the sensor cable were gathered and wind speed and direction data using anemometer(WindLog) also collected. They were classified and compensated as learning data, the real-time signal from fence and the wind speed were calculated using LS-SVR(Least Squares-Support Vector Regression) algorithm to predict noise and reduce error alarm. The error alarm would be zero from malfunction filtering algorithm simulation for experimental data using LS-SVR. The low false alarm rate are achieved maintaining the detection performance after applying malfunction filtering algorithm to electronic fence through design of electronic security fence using friction electricity sensor and installation of electronic fence model. It’s possible to reduce the false alarm using design of noise prediction algorithm and filtering of false alarm affected by wind speed. The perimeter intrusion monitoring system expect to provide the optimal operation measure to interwork surveillance system with perimeter sensor using the proposed method.
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