摘要：在与5G技术相结合的基础上，越来越多的科技领域将会走向世界的顶峰。随着近几年的无人机“黑飞”时间频频发生，面对普及广泛的民用无人机，很难有效的进行管控。继而在监狱、机场等区域，侦测以及反制无人机是最需要解决的问题。无人机反制系统能够有效地阻止监狱内的罪犯通过无人机以达到运输毒品、武器等违禁物品。而5G+无人机反制系统则是在此基础上进行一次全方位的升级，为监狱打造一道坚不可摧的防线。

关键词：5G；无人机反制系统；远距离操控

1 无人机黑飞严峻现状

1.1 黑飞严峻现状

1.1.1 走私者频繁使用无人机将毒品，武器，手机及其他违禁品运送到禁飞区

监狱是限制犯人自由的单位，与外界的沟通受到限制。某些日常用品如手机香烟等被禁止或受限，其他如药品，剃须刀等明显被禁止。然而，无人机正在将危险且致命的物品走私到这些场所。2016-2017年间，我国发现一犯罪团伙在全国各地违法投递了55次。他们将药物运送到牢房的窗户，为囚犯提供违禁品。据估计，在5个不同的监狱中，其全年向囚犯提供了价值550万人民币的药物，大部分为甲类。

1.1.2 我国存在对监狱黑飞问题的惩治力度小，安全认知不足的问题

除去非法企图，绝大部分黑飞问题是由于民用机操纵者缺乏安全认知，存在疏忽大意或侥幸心理。对于保密机关安全泄露等严重后果怀着事不关己高高挂起的态度，导致黑飞问题屡禁不止。

1.2 无人机黑飞给监狱带来的安全隐患

（1）监狱是高危的特殊区域，受无人机的侵袭存在以下风险：一是无人机窃取监狱内部的具体情况，造成泄密，被人利用作为越狱或劫囚的手段；二是不法分子利用无人机走私烟草、毒品甚至凶器等违禁物品。无人机“滥飞”“黑飞”安全事故高发，犯罪分子运用无人飞机在牢房中传输谍报、投放毒品等变成监狱管理中的关键隐患。

（2）监狱面临的挑战主要是小型民用无人机，其特点是低、小、慢，即低空飞行、小型机、慢速。此类飞行器购买渠道广，可得性强，普及率高。而且根据《民用无人机驾驶员管理规定》等相关规定，无人机质量在 4 千克之下，起飞重量在 7 千克之下，由无人机驾驶员自己负责飞行，不需要相关证件、执照。且禁飞区管理条例普及性不高，管控弱，且叙述性笼统，约束性不强， 缺乏可实施性，正是因为无人机使用缺乏相关约束，导致滥用、 黑飞事件频发。而且此类飞行器飞行高度大多在1000米以下，速度慢、雷达反射面积小，因此难以发现，不易防控。

2 5G技术在无人机反制系统中的优势

5G的三大特点非常明确：

一是高速率：在实际应用中，5G网络的速率是4G网络10倍以上；

二是低时延：5G网络的时延大约几十毫秒，比人的反应速度还要快；

三是广连接：5G网络出现，配合其他技术，空间将在数据意义上剧烈压缩，很有可能出现一套万物互联的全新景象。目前，大型无人机的载重量最高可达数十公斤，甚至有公司已经着手开发用于载人的无人机，而微型无人机最小则只有几十克，与自然界的蚊虫相差无几。这两种无人机对于监狱的保密以及管理都有巨大的威胁，因此，监狱对于无人机反制系统有着巨大的需求。需求推动科技的发展，现在的无人机反制系统已经初步发展出一套常规方案：借助无线电侦测测向系统对黑飞无人机进行搜索、发现、识别，并启动光电侦测跟踪系统对无人机进行光学确认、定位并锁定跟踪，随后，启动无线电干扰系统对无人机信号进行干扰阻断，使无人机迫降或返航。尤其针对狱内的敏感、重点区域设计全天时、全天候无人自动 反无人机系统也在加紧开发中，以期有效监测无人机的侵入， 并通过电磁干扰，驱离或迫降无人机。

这样看来，无人机的反制系统已经臻于完善，没有必要再继续发展，更遑论研究反无人机与5G结合技术了。然而，实际操作起来远远没有这样简单。无人机一旦出现失控现象，除了少数能够实现自动返航的高端无人机，坠落几乎是必然的结果。然而，无人机的动力来源是锂电池，其破坏力至少相当于数千克炸药的威力，对人员与财产的威胁极大。更何况监狱由于空间相对封闭，可供躲闪的区域较少，人员相对集中，无人机一旦闯入监狱就会像不定时的炸弹一样，对监狱内的人员和财产安全构成威胁。现有的无人机反制技术，尤其是大部分公司推出的手持式反制器是针对能够实现远距离控制、迫降或返航的中低端无人机而言，若是不法分子使用的无人机超出了反制系统的能力范围或者是在系统死角区域入侵，实施有预谋的无人机携带违禁品或是实施自杀式袭击，那么后果将不堪设想。

随着科技的发展，无人机的载重量也在逐步增加，甚至部分特大型无人机已经具备了载人能力，倘若将这种具备载人能力的无人机运用在监狱服刑人员越狱上， 从无人机突破现有反制系统的防线进入监狱到带走罪犯完成脱逃，最快不过几十秒的时间，在这么短的时间内有可能监狱的防备力量还没有注意到无人机进入监狱，脱逃行为就已经完成。除了载人，特大型无人机还可携带大量违禁品、刀具甚至是危化品，并对反制系统的固定设施造成巨大威胁，如果被不法分子利用，极有可能会用来破坏反制设施，并引发暴狱事件。借助无人机，不法分子可以侦查监狱内警力配置、换岗时间，甚至直接协助罪犯越狱脱逃，已经成为监狱管理秩序、监狱管理人员人身安全的重大隐患之一。

近年来，无人机技术获得快速发展，出现了不法分子用利用无人机向监狱内运送禁止携带的物资，或者是搜集至监狱的安保情况，对监狱的管理造成了不良的影响。5G技术使得无人机可以摆脱信号的限制，不法分子可以在极远的地方对监狱安全系统进行干扰甚至破坏，这对监狱的安全造成了极大的威胁。

5G技术是现代信息技术的最新成果，其数据传输速率远远高于以前的网络，这样的技术突破实现了高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。借助5G，各种网络终端的连接都成为可能，例如连接无人机。有了5G技术，无人机可以实现蜂群战术，大规模小型无人机的自杀式袭击或是刺探情报成为了轻易就能实现的战术，而现有的反制系统只能够针对中大型慢速无人机，无力应对这样的情况。而由于无力应对无人机的渗透导致监狱管理出现重大失误的事例比比皆是，监狱的无人机反制系统更新换代已经迫在眉睫。更严重的是，目前全国只有不到百分之十的监狱配置了无人机反制系统，监狱的空中安全几乎是一片空白。换位思考，既然无人机能够利用5G技术实现升级，那么无人机反制系统未必不能尝试。基于这样的观点，本项目组进行了尝试，并取得了一定成果。

借助5G技术超高的传输速率和超低延迟，反制系统的侦测范围更远，侦测精度更佳，能够同时压制多个目标。有了5G，借助大数据技术和AI技术，能够实现无人机反制系统实时实景导航，网络辅助的环境感知智能避障。无人机反制系统的回传感知传感器信息由云端 AI 判断周围的障碍物，相比在无人机反制系统本地判断将节约成本和功耗，云端获取到的信息更加全面，算法统一易于升级。

3 与监狱本身的物防系统如何衔接

“智慧监狱”是司法部司法行政改革布局“数字法治”和“智慧司法”信息化战略的重点工程，实际性地解决监狱管理中所存在的问题，全面提高警务工作的效率，切实保证监狱绝对安全的智能化解决方案。利用现代化技术是建设“智慧监狱”唯一一种途径，形成以物联网信息技术为支撑，建成以人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术应用与监狱业务融为一体，从而形成监狱智能化安防体系。

监狱的安防体系能够全天候全方位的对狱内犯罪人员进行有效的看管和改造，并且依靠现代化科学技术，实现与人防技术和物防技术应用的延伸和加强，防止不良严重行为事件的发生。近年来，随着我国监狱押犯结构、狱情和犯情的变化，监狱安全形势更加严峻，安全防范面临的压力越来越大。监狱安全是监狱实现其工作方针和首要标准的基本前提，维护监狱安全是一项规模宏大的系统工程，必须综合运用人防、物防、技防等理论和手段，构筑起监狱长期有效的安全防范体系，保证监狱的长治久安。其中，技术防范越来越受到监狱部门的重视，监狱安全技术防范工作内容繁杂、责任重大，主要包括防止犯人暴力袭警、劫持人质、越狱脱逃、行凶、强行冲监事件的控制、处理和提供视频资料等，对确保监狱，安全，保持监管秩序稳定，发挥着越来越重要的作用。

监狱在总体的安全预防上大致可分为物防与人防，人防是监狱的基本防御手段，物防是人防基础上的辅助手段。监狱目前最大的困难就是如何将物防技防与人防相结合，为了更好的对犯人进行管理，建立一套科学化的联防系统是非常必要的，这也是建设“智慧监狱”所要解决的问题。

对于监狱的安全管控来说，如何将物理防御与警报系统相结合处理紧急事件是一个很重要的问题，而物防的失误往往会使紧急事件的处理变得困难，导致越狱等严重危害安全的行为发生。一般来说，监狱的物理防御层面包括监狱电网和传统的报警系统。而这些物防系统一旦出现老化失灵的问题，如不能及时的发现并解决问题，后果是不能够想象的。物防系统建设时间较长，技术更新相对来说比较慢，后续维保养也是一笔难以衡量的费用，并且物防系统最大的缺失就是相对于监狱周围空域的管控。

一般来说，物防系统针对的主要是狱内的人员，防止其以各种手段进行越狱等严重违法违纪行为的发生。近年来，无人机技术获得快速发展，出现了不法分子用利用无人机向监狱内运送禁止携带的物资，或者是搜集至监狱的安保情况，对监狱的管理造成了不良的影响。5G技术使得无人机可以摆脱信号的限制，不法分子可以在极远的地方对监狱安全系统进行干扰甚至破坏，这对监狱的安全造成了极大的威胁。常规的监狱电网和监控报警设施的防御层面都很受限制，对于监狱周围及其上方空域所出现的无人机很难进行管控。

监狱的环境复杂，涉及的安防手段极其广泛，如视频监控、紧急报警、监听对讲、门禁控制、公共广播、周界电网等，且每个监狱的情况差异较大，因此每个监狱的需求和技术的要求都不尽相同。我国大部分监狱都分布在经济欠发达地区，受经济条件的制约，很多监狱设备落后严重，很多繁琐沉重的工作仍要由狱警人工完成，这些都给监狱的安全留下了安全隐患。目前，国内监狱广泛使用的闭路监控系统，通过电视墙监视前端监控画面，采用长延时模拟录像机进行录像和回放。这类传统的视频监控模式，在大多时候只能用于事后取证，无法起到防范、预警作用。由于是将民警作为监控者，从而在监控能力上存在很多局限，这些限制因素使视频监控系统存在报警精确度差、误报和漏报现象多、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷，进而降低整个系统安全性和实用性，因此无法满足监狱系统这类安全级别要求非常高的场所。

监狱可以将无人机反制系统集成到他们的基于区域的警报系统中，以实现对其周界，空域和集中设施的一致完整的监控。它的警报提供无人机活动的高级警告，并且可以配置为自动中断进入指定周界的无人机。无人机反制系统安装在外部和内部周边附近，监狱干警可以远程维护。它包含一个通常用于走私的无人机声学特征数据库，并链接到基于浏览器的界面，让干警实时查看当地的声学活动。一旦检测到无人机，反制系统会立即通过短信，电子邮件或现有的警报系统发出警报，并可在几秒钟内自动中断未经授权的无人机。近几年针对无人机侦测的雷达主要分为机扫雷达、电扫雷达，机扫雷达由于成本便宜受到市场上主要客户的认可。

因此，将5G＋无人机反制系统与本身的物防系统相结合，在常规的防御层面和监狱上空的防御都达到最佳状态，完美的 解决了外界因素对狱内犯罪人员提供帮助的问题，真正让监狱 物防系统和5G＋无人机反制系统相结合，解决外界与内在的安全隐患，形成一道无法逾越的防御屏障。

4 5G+无人机反制系统形成的意义

在无人机反制技术方面，随着无人机市场的快速打开，人们拥有一台“想飞就飞”的掌上飞机已经不再是难事，但是无人机在监狱上空“滥飞”“黑飞”事故频发，伤人毁物，甚至可能被恐怖分子利用，对监狱的管理和安全造成了极大的挑战。针对这种行为，使用无人机反制系统便成了一种必然的选择。无人机反制系统，是对无人机的信号进行识别后，通过释放不同频段的信号来实现对无人机信号的干扰、覆盖和阻断，同时接收无人机的真实终端信号，根据真实终端信号释放诱骗信号，控制无人机，使其进行迫降，以实现对无人机的反制。因为环境的特殊性，监狱内较为封闭的场地是使用无人机反制系统较为理想的地点。地点的封闭性以及确定性能够避免反制系统因反复拆装而导致的安全漏洞，也能够通过多次试验不断提高系统的可靠性、安全性。

伴随着5G技术的研发，5G+无人机反制系统对于无人机防控就显得尤为重要。当监狱常规的监管模式逐步完善，5G+无人机反制系统的融入极大的增强了监狱的安全体系，确保服刑人员不会得到违禁物品进行逃脱等违法犯罪的情况。无人机反制系统主要由监测以及打击系统构成，用 5G 技术的高速传输，保证无人机反制系统的正常运行，在不法分子利用无人机入侵监区的极短时间内，实现捕获信号并锁定目标的要求。再由5G技术分析其信号，并控制无人机之后实现迫降，或者直接对其实施打击。利用5G更大的容量，实现同时操作多台机械，可以确保无人机反制系统的稳定性以及有效性。

但是也要注意相关技术的不完善问题：无人机不仅在更新换代的速度上惊人，而且也有一部分人为了追求更高性能的无人机对其进行改造。因此反制系统需要更加紧迫的速度跟上无人机更新速度，加速无人机反制系统的实践并迅速布置到各监狱的安全防控体系，让监狱上空领域成为真正意义上的“禁飞区”。由于无人机反制系统是出于管理无人机而出现，并且目前的无人机反制系统处于初级阶段，对网络问题和硬件设施也需要很高的要求。所以难免会存在一些漏洞，以至于不法分子利用漏洞在监狱进行违禁品交易。而且也难以难以排除狱内服刑人员能熟练地利用各种手段让无人机进入监狱，使得监狱民警对违禁品的监管造成较大困难。

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