Однопозиционные средства обнаружения представляют собой одно устройство, которое одновременно излучает сигналы и анализирует окружающую среду. Оно способно определить расстояние до объекта и его размеры. Такие датчики обладают недостатком - любой приближающийся крупный объект или мелкий объект, оказавшийся слишком близко, провоцируют включение тревоги.

Двухпозиционные средства обнаружения - это система из двух излучателей, которые устанавливаются напротив друг друга. Их действия согласованы, а получаемые данные анализируются, как единое целое. Это позволяет узнавать не только расстояние до объекта и его габариты, но и примерные очертания. Так, можно более тонко настроить датчики (ввести больше параметров), снизить вероятность ложной тревоги. Такие изделия не побеспокоят, например, из-за случайно попавшего на территорию мелкого животного.

Область применения оборудования

Радиолучевые датчики обнаружения реагируют на приближение объекта и передают сигнал об этом на центральный пульт, либо включением звукового оповещения о тревоге. Они постоянно излучают радиосигнал и мониторят окружающую среду. Передаваемые волны отражаются от движущегося объекта, что позволяет агрегату «заметить» его издалека. Дальность действия датчика зависит от его мощности. Данные изделия пользуются широким спросом на режимных объектах, о приближении посторонних к которым необходимо знать заранее.

Датчики движения используются на территориях, куда запрещен проход посторонним лицам. Главный принцип выбора места для установки устройства заключается в том, что на контролируемой им территории в принципе не должны проходить люди, поскольку там нет входа:

• на пограничных зонах, где отсутствуют КПП;
• на режимных объектах различного значения - датчики монтируются по всему периметру за исключением специально организованного КПП;
• на складах;
• в чердачных и подвальных помещениях.

При монтаже стоит также учитывать, что максимальное качество работы устройств достижимо при их правильном монтаже. Датчики требуют жесткой фиксации. Постоянное изменение их местоположения из-за порывов ветра или других факторов может снизить качество охраны, вызывать ложные тревоги.

Примеры радиолучевых двухпозиционных датчиков

Хорошим примером двухпозиционного датчика является модель отечественного производителя Forteza. Датчик FMW-3 способен создать барьер длиной от 10 до 300 метров. Система обнаруживает людей, которые идут прямо или пригнувшись. При правильном монтаже также возможно обнаружение нарушителей, следующих ползком или перекатом. Кроме того, комплекс устройств подает тревожные сигналы в случае поломки приемника или передатчика либо снижения напряжения. Поэтому незаметно вывести их из строя не получится. FMW-3 рассчитана на работу в условиях внешних помех, исходящих от ЛЭП или других устройств, использующих радиоволны или создающих электромагнитное излучение. Стоимость датчика – 18500 руб.

– это оборудование, замаскированное под светильник. Устройство действительно работает как осветительный прибор, но его главная задача - охрана территории. В ассортименте есть множество замаскированных изделий. Извещатель является двухпозиционным, поэтому в комплекте поставляется два внешне одинаковых прибора. Стоимость - 10 600 рублей.

– качественный двухпозиционный извещатель из среднего ценового сегмента (стоимость - 21 500 рублей). Обладает хорошими характеристиками. Благодаря низкой массе и компактности легко устанавливается и маскируется.

– один из самых дорогих товаров в ассортименте. Обладает высокими характеристиками. Одна из главных особенностей - взрывозащищенность. Извещатель популярен на объектах особой важности, стратегических предприятиях.

Позволяют оборудовать скрытые или маскируемые рубежи охраны периметра.

Различие между радиоволновыми средствами обнаружения (РВСО) и радиолучевыми (РЛСО) состоит в способе формирования чувствительной зоны: РВСО использует ближнюю зону распространения радиоволн (менее 10 длин волн), а РЛСО – дальнюю зону (более 100 длин волн) (рис. 6.7).

а)	б)
Рис. 6.7. Внешний вид РВСО (а) и РЛСО (б)

В зависимости от принципа действия различают:

– пассивные РВСО и РЛСО используют собственное излучение объекта обнаружения или вызываемое им изменение электромагнитных полей (ЭМП) внешних источников (как правило, вещательных теле- и радиостанций).

– активные РВСО и РЛСО используют собственный источник ЭМП для формирования чувствительной зоны.

По конструкционному исполнению:

– однопозиционные имеют общий блок приемопередатчика (пассивные РВСО и РЛСО всегда являются однопозиционными);

– двухпозиционные имеют разнесенные блоки передатчика и приемника.

Форма чувствительной зоны для пассивных РВСО определяется формой диаграммы направленности антенны (рис. 6.8).

В первом случае она, как правило, круговая, а используемый диапазон 10 Гц…10 ГГц.

Во втором случае, как правило, чувствительная зона имеет лучевую форму и используются метровый и дециметровый диапазоны.

В РВСО в качестве чувствительных элементов используются кабели. На некотором расстоянии параллельно друг другу прокладываются два кабеля (две антенны) специальной конструкции (рис. 6.9). Зазоры между разреженными проводами «экрана» своеобразного коаксиального кабеля образуют щелевую антенну.

Один из кабелей служит передающей антенной, другой – приемной антенной. При возбуждении первой антенны высокочастотными колебаниями она начинает излучать электромагнитное поле, воспринимаемое второй антенной. При этом приемник, подключенный к приемной антенне, принимает сигнал. Если в окрестности двух антенн появляется тело определенного объема с диэлектрической и/или магнитной проницаемостью, отличной от проницаемости свободного пространства, электромагнитное поле, воспринимаемое приемной антенной, искажается (изменяются его амплитуда и фаза). Это изменение детектируется и анализируется приемником-анализатором. Если анализируемый сигнал превышает пороговое значение, формируется сигнал тревоги.

Во избежание образования мертвых зон кабели смежных зон охраны размещают с некоторым перекрытием (2…5 м) в продольном направлении.

РЛСО содержат передатчики и приемники с узконаправленными антеннами. Используемый диапазон частот обычно лежит в пределах 10…40 ГГц. Сечение радиолуча в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскостях показано на рис. 6.10. Рабочей зоной радиолучевых систем считают зону на участке ВС. На участке АВ луч слишком узкий, и его можно обойти. На участке СD площадь поперечного сечения луча слишком велика по сравнению с площадью потенциального нарушителя, и обнаруживающая способность системы оказывается пониженной. В то же время наличие луча на достаточно протяженном участке CD за пределами рабочей зоны накладывает серьезные ограничения на минимальные размеры зоны отчуждения. При использовании одиночных совмещенных приемопередатчиков типа радиолокаторов зона отчуждения должна превышать размеры участка CD.

1. Введение

1.1. Периметр - первая линия защиты

Современные электронные системы охраны весьма разнообразны и в целом достаточно эффективны. Однако большинство из них имеют общий недостаток: они не могут обеспечить раннее детектирование вторжения на территорию объекта. Такие системы, как правило, ориентированы на обнаружение нарушителя, который уже проник на охраняемую территорию или в здание. Это касается, в частности, систем видеонаблюдения; они зачастую с помощью устройства видеозаписи могут лишь подтвердить факт вторжения после того, как он уже произошел.

Квалифицированный нарушитель всегда рассчитывает на определенное временное “окно”, которое проходит от момента проникновения на объект до момента срабатывания сигнализации. Минимизация этого интервала времени является коренным фактором, определяющим эффективность любой охранной системы, и в этом смысле привлекательность периметральной охранной сигнализации неоспорима.

Периметральная граница объекта является наилучшим местом для раннего детектирования вторжения, т.к. нарушитель взаимодействует в первую очередь с физическим периметром и создает возмущения, которые можно зарегистрировать специальными датчиками. Если периметр представляет собой ограждение в виде металлической решетки, то ее приходится перерезать или преодолевать сверху; если это стена или барьер, то через них нужно перелезть; если это стена или крыша здания, то их нужно разрушить; если это открытая территория, то ее нужно пересечь.

Все эти действия вызывают физический контакт нарушителя с периметром, который предоставляет идеальную возможность для электронного обнаружения, т.к. он создает определенный уровень вибраций, содержащих специфический звуковой “образ” вторжения. При определенных условиях нарушитель может избегнуть физического контакта с периметром. В этом случае можно использовать “объемные” датчики вторжения, обычно играющие роль вторичной линии защиты.

Датчик любой периметральной системы реагирует на появление нарушителя в зоне охраны или определенные действия нарушителя. Сигналы датчика анализируются электронным блоком (анализатором или процессором), который, в свою очередь, генерирует сигнал тревоги при превышении заданного порогового уровня активности в охраняемой зоне.

1.2. Общие требования к периметральным системам

Любая периметральная система охраны должна отвечать определенному набору критериев, некоторые из которых перечислены ниже:

• Возможность раннего обнаружения нарушителя - еще до его проникновения на объект
• Точное следование контурам периметра, отсутствие “мертвых” зон
• По возможности скрытая установка датчиков системы
• Независимость параметров системы от сезона (зима, лето) и погодных условий (дождь, ветер, град и т.д.)
• Невосприимчивость к внешним факторам “нетревожного” характера - индустриальные помехи, шум проходящего рядом транспорта, мелкие животные и птицы
• Устойчивость к электромагнитным помехам - грозовые разряды, источники мощных электромагнитных излучений и т.п.

Очевидно, что периметральная охранная система должна обладать максимально высокой чувствительностью, чтобы обнаружить даже опытного нарушителя. В то же время эта система должна обеспечивать по возможности низкую вероятность ложных срабатываний. Причины ложных тревог могут быть различными. Система может, например, среагировать при появлении в зоне охраны птиц или мелких животных. Сигнал тревоги может появиться при сильном ветре, граде или дожде. Кроме того, ложная тревога может возникнуть из-за “технологических” причин: неграмотный монтаж датчиков на ограде, неправильная настройка электронных блоков или просто неудовлетворительное инженерное состояние самой ограды, которая может, например, вибрировать при сильном ветре.

Сегодня рынок периметральных систем, как отечественных, так и импортных, весьма широк. Тем не менее, выбрать наиболее эффективную систему, отвечающую специфическим требованиям объекта, иногда бывает непросто. При выборе и проектировании системы нужно учитывать множество факторов - тип ограды, топографию и рельеф местности, возможность выделения полосы отчуждения, наличие растительности, соседство железных дорог, эстакад и автомагистралей, наличие линий электропередач.

Весьма важным фактором является квалификация и опыт организации, которая проектирует и монтирует периметральную систему охраны. Опыт показывает, что зачастую эффективность системы определяется не столько ее исходными техническими параметрами, сколько правильностью выбора и грамотностью ее монтажа.

Для оценки эффективности периметральных систем чаще всего используют специальные испытательные полигоны. Охранные системы там монтируют на стандартных оградах и оценивают их по специальным методикам, имитируя различные действия нарушителя - разрушение ограды, перелезание, подкоп и др.

1.3. Специфика применения периметральных систем

Особенность периметральных систем состоит в том, что обычно они конструктивно интегрированы с ограждением и генерируемые охранной системой сигналы в сильной степени зависят как от физико-механических характеристик ограды (материал, высота, жесткость и др.), так и от правильности монтажа датчиков (выбор места крепления, метод крепления, исключение случайных вибраций ограды и т.п.). Очень большое значение имеет правильный выбор типа охранной системы, наиболее адекватно отвечающей данному типу ограды.

Периметральные системы используют, как правило, систему распределенных или дискретных датчиков, общая протяженность которых может составлять несколько километров. Такая система должна обеспечивать высокую надежность при широких вариациях окружающей температуры, при дожде, снеге, сильном ветре. Поэтому любая система должна обепечивать соответсвующую автоматическую адаптацию к погодным условиям и возможность дистанционной диагностики.

Любая периметральная система должна легко интегрироваться с другими охранными системами, в частности, с системой видеонаблюдения.

2. Радиолучевые системы

Такие системы содержат приемник и передатчик СВЧ сигналов, которые формируют зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида вращения (рис.1). Длина отдельной зоны охраны опредлеятся расстоянием между приемником и передатчиком, а диаметр зоны варьируется от долей метра до нескольких метров.

Рис. 1. Принцип действия радиолучевой системы.

Принцип действия таких систем основан на анализе изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в зоне постороннего предмета. Системы применимы там, где обеспечивается прямая видимость между приемником и передатчиком, т.е. профиль поверхности должен быть достаточно ровным и в зоне охраны должны отсутствовать кусты, крупные деревья и т.п.

Применяют радиолучевые системы как при установке вдоль оград, так и для охраны неогражденных участков периметров. Эти системы обычно рассчитаны на обнаружение нарушителя, который предодолевает рубеж охраны в полный рост или согнувшись.

Общим недостатком радиолучевых систем является наличие “мертвых” зон - чувствительность системы понижена вблизи приемника и передатчика, поэтому приемники и передатчики соседних зон должны устанавливаться с перекрытием в несколько метров. Кроме того, радиолучевые системы недостаточно чувствительны непосредственно над поверхностью земли (30 - 40 см), что может позволить нарушителю преодолеть рубеж охраны ползком.

Относительно широкая зона чувствительности системы обуславливает ограниченность ее применения на объектах, где возможно случайное попадание в зону обнаружения людей, транспорта и т.п. В таких ситуациях для предотвращения ложных срабатываний рекомендуется с помощью дополнительной ограды оборудовать предзонник.

Блоки радиолучевых систем устанавливают либо на грунте (с помощью специальных стоек), либо на ограде или стене здания. При установке системы на грунте требуется подготовить охраняемую зону - спланировать территорию, удалить кустарники, деревья и посторонние предметы. При эксплуатации необходимо периодически выкашивать траву и убирать снег. При значительной высоте снежного покрова (более 0,5 м) необходимо изменить высоту крепления блоков на стойках и провести их дополнительную юстировку.

Рассмотрим несколько радиолучевых периметральных систем

Система “Гефест”, выпускаемая предприятием Дедал, предназначена для охраны огражденных и неогражденных рубежей длиной от 10 до 200 метров. Она позволяет обнаруживать человека передвигающегося в полный рост или согнувшись. Зона чувствительности имеет высоту 2,5 м и ширину 5 м. Приемник системы анализирует изменения амплитуды сигнала и при превышении заданного порога включает реле тревоги. В системе применен оригинальный алгоритм обработки обнаружения с раздельной регулировкой чувствительности для ближних и среднего участков зоны чувствительности. Система не срабатывает при появлении в зоне мелких животных или птиц; она устойчива к воздействиям снега, дождя и ветра.

В комплект поставки входят передатчик, приемник, блок питания, монтажный комплект и соединительные кабели. Приемник и передатчик помещены в корпуса из ударопрочного полистирола с габаритами 260 х 210 х 60 мм. Диапазон рабочих температур - от -40 до +50 градусов цельсия, напряжение питания - 12 В, потребляемая мощность 1 Вт. Обеспечена возможность дистанционного контроля работоспособности системы.

Аналогичная по назначению система “Грот” позволяет защищать участки периметра длиной до 300 м при ширине зоны обнаружения 6 м. Усовершенствованная конструкция блоков приемника и передатчика позволила повысить однородность электромагнитного поля и практически исключить области малой чувствительности на краях зоны. Система сохраняет работоспособность и не требует дополнительной настройки при высоте снежного покрова до 70 см.

Для зон длиной до 500 м можно использовать радиолучевое охранное устройство “Барьер”, по конструктивным данным аналогичное системе “Гефест”.

Периметральная радиолучевая система РЛД-94 (фото 1) выпускается в трех модификациях: для участков длиной 30, 100 и 300 м. Модификации на 100 и 300 м представляют собой базовый комплект (на 30 м), оснащенный дополнительными отражателями. В приборе используется импульсный синхронный режим работы, что позволяет снизить энергопотребление и повысить помехоустойчивость к воздействию электромагнитных помех. Система РЛД-94 широко используется в охранных комплексах АЭС, крупных предприятий, таможенных терминалов и др.

Фото 1. Периметральная радиолучевая система РДЛ-94.

Из зарубежных радиолучевых систем, представленных на российском рынке, можно отметить “Модель 16001 ” фирмы Senstar-Stellar (США). Система позволяет защищать зоны длиной до 240 м и предназначена для установки на земле, на торце ограды или на стене здания. Отличительная особенность передатчика - возможность регулировки угловой ширины диаграммы излучения в пределах от 11 О до 24 О и таким образом оптимизировать поперечное сечение чувствительной зоны.

Широкий спектр радиолучевых охранных приборов выпускает итальянская компания CIAS. Приборы серии Ermusa отличаются компактностью и предназначены для использования как в помещениях, так и на улице для барьеров протяженностью 40 - 80 м. На фото 2 показаны блоки радиолучевой системы ERMO 482 фирмы CIAS. Приборы выпускаются в нескольких модификациях - для рубежей протяженнностью 50, 80, 120 и 200 м. Используемые в блоках параболические антенны обеспечивают малую расходимость луча, что позволяет использовать эту систему даже в условиях интенсивного городского движения. Частота излучения передатчика - 10,58 ГГц, питание - от аккумуляторной батареи или сетевого адаптера. Диаметр блока - 310 мм, глубина - 270 мм, масса - 3кг. Блоки монтируются на сборных металлических штангах, позволяющих устанавливать излучатель и приемник на высоте до 1 метра. Со штангой конструктивно объединена коробка для блока питания и аккумулятора. Диапазон рабочих температур -25 О до +55 О С.

Все перечисленные системы обеспечивают только одну зону охраны и применяются на прямолинейных участках периметра. На участках с непрямолинейной границей или при сложном рельефе местности нужно использовать многозонную систему, состоящую из нескольких комплектов аппаратуры. Для небольших объектов были разработаны многозонные радиолучевые системы, имеющие один общий блок обработки сигналов.

В комплект системы “Протва” входит пять приемо-передающих пар и блок анализатора сигналов. Каждая приемо-передающая пара позволяет защитить участок длиной до 100 м. Весь комплект хорошо подходит для охраны, например, небольшого склада - 4 зоны периметра и 1 зона охраны ворот. Имеются режимы дистанционного контроля и ручного отключения любого канала. Система питается от сети переменного тока (220 В или 36 В) или от источника постоянного тока 24 В. Рабочая температура от -50 О до +50 О С; влажность - до 98% (при температуре +35 О С).

Для специальных применений создана быстроразворачиваемая полевая система “Витим” (фото 3). Она используется для организации временных рубежей охраны на неподготовленных территориях. Комплект состоит из 11 приемо-передающих устройств, позволяющих организовать 10 отдельных участков охраны протяженностью по 100 м. Каждая из 11-ти стоек содержит встроенный аккумулятор для питания приборов. Приемники подключены к выносному блоку индикации, который показывает номер участка, в котором возник сигнал тревоги. Особенность системы - использование радиолуча для подачи сигналов тревоги. Это позволяет оперативно развернуть систему - для установки и настройки 10 зон требуется не более 1 часа. Прибор широко используется на объектах Министерства обороны.

Все перечисленные выше радиоволновые детекторы являются “двухпозиционными” устройствами - в комплект входят передатчик и приемник. Более простыми и дешевыми являются “однопозиционные” устройства, представлющие по сути дела маломощные радары. Они могут применяться для защиты участков протяженностью до 20 м - ворота и окна складов, зоны въезда транспорта и т.п. Особенность однопозиционных систем по сравнению с двухпозиционными - менее четкая граница чувствительной зоны, “размытость” ее краев.

Однопозиционные системы “Агат-3П ” и “Агат-СП3 ” предназначены для применения в помещениях (рабочая температура от -5 О до +50 О С). Электронный блок имеет размеры 260 х 210 х 60 мм; напряжение питания 12 В, потребляемая мощность 0,5 Вт. Дальность обнаружения - 16 и 20 м соответственно, поперечные размеры чувствительной зоны - 5 х 5 м. Однопозиционный прибор “Агат-СП3У” можно использовать и на улице (рабочая температура от -40 О до +50 О С). Прибор отличается компактностью (размер блока 110 х 80 х 45 мм) и малым энергопотреблением (менее 0,1 Вт при напряжении 12...30 В). Размер чувствительной зоны - 20 х 5 х 5 м. Во всех приборах серии “Агат” обеспечены регулировка чувствительности и адаптивный порог срабатывания.

3. Радиоволновые системы

Чувствительным элементом такой системы является пара расположенных параллельно проводников (кабелей), к которым подключены соответственно передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары (“открытой антенны”) образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется и система генерирует сигнал тревоги.

При использовании радиоволновых систем на оградах, кабели устанавливают либо на специальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.

Выпускаются модификации радиоволновых систем также для защиты неогражденных территорий. При этом кабели устанавливают в грунт на глубину 15 - 30 см. Такая система охраны является скрытой, но подвержена сильному влиянию погодных условий, снижающих стабильность ее параметров.

Преимущества радиоволновых систем перед лучевыми - независимость от профиля почвы и точное следование линии ограды.

Одно из наиболее известных отечественных охранных устройств радиоволнового типа - система “Уран-М” - разработка предприятия НИКИРЭТ (г. Заречный, Пензенская обл.). Двухпроводная линия (рис. 2.) закрепляется на вертикальных или наклонных кронштейнах (консолях), выполненных из диэлектрика (входят в комплект поставки). В качестве проводников используется провод полевой телефонной связи П-274М, обеспечивающий достаточную механическую прочность и стойкость к атмосферным воздействиям. Длина одной зоны охраны находится в пределах от 10 до 250 м. Расстояние между соседними кронштейнами обычно составляет 6...8 м, в районах с сильными ветрами его рекомендуется уменьшать до 3...4 м.

Рис. 2. Схема двухпроводного радиоволнового устройства.

Для протяженных периметров используют несколько комплектов “Уран-М”. Для исключения влияния соседних зон предусмотрен режим взаимной синхронизации до 22 - 25 отдельных комплектов. Радиоволновые системы можно устанавливать практически на любых жестких оградах (кирпич, бетон, металл).

В состав системы “Уран-М” входят: задающий блок, подключаемый с одной стороны проводной линии, и блок обработки сигналов, подключаемый с другой стороны линии. Задающий блок формирует импульсный высокочастотный сигнал, создающий электромагнитное поле между проводниками. Зона обнаружения имеет в поперечном сечении вид эллипса, в фокусах которого расположены проводники. Расстояние между проводниками обычно составляет 0,4 м; при этом зона обнаружения имееть размер 0,5 х 0,8 м.

Система настраивается для детектирования объекта массой более 30 - 40 кг и не срабатывает при попадании в зону птиц или мелких животных. Система не срабатывает при движении транспорта на расстоянии более 3 м от чувствительных проводников. Напряжение питания 20...30 В, ток питания - не более 100 мА. Обеспечен режим дистанционного контроля работоспособности. Охранное устройство устойчиво к воздействию сильного дождя (до 40 мм/час), снега, града и ветра со скоростью до 20 м/сек. Электронные блоки имеют размеры 255 х 165 х 110 мм, они сохраняют работоспособность в температурном диапазоне от -40 О до +40 О. Конструкция блоков обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех и высокой влажности.

Американская компания Senstar-Stellar предлагает радиоволновое устройство “H-Field” с кабелями, укладываемыми непосредственно в землю. Такая система предназначена для охраны открытых пространств, подступов к объектам и т.п. Два параллельных кабеля (приемный и передающий) закапываются в любой грунт на грубину 10 - 15 см и на расстоянии примерно 2-х метров друг от друга (рис. 3). Вокруг кабелей над поверхностью почвы формируется электромагнитное поле (зона обнаружения) шириной 3м и высотой 1 м. Максимальная длина одной зоны обнаружения - 150 м. Кабели подключаются соответственно к приемнику и передатчику (или к общему приемо-передающему блоку - трансиверу). Эффективность детектирования нарушителя обеспечивается тем, что для выбранной частоты человеческое тело представляет собой как бы антенну размером в 1/4 длины радиоволны и поэтому нарушитель сильно изменяет параметры принимаемого сигнала.

Рис. 3. Схема расположения кабелей системы H-Field.

Алгоритм обработки сигналов в системе “H-Field” предполагает выполнение трех условий:
- масса попавшего в зону объекта должна быть больше заранее установленного значения (масса человеческого тела);
- объект должен двигаться со скоростью, не меньшей определенного значения (в диапазоне скоростей человека);
- оба указанных условия выполняются в заданном интервале времени.

Система “H-Field” обеспечивает скрытную установку датчиков при произвольном профиле линии охраны. Кабели нечувствительны к сейсмическим и акустическим воздействиям, их можно монтировать в грунте, под асфальтовыми дорогами и др.

Одна из современных радиоволновых технологий обнаружения получила наименование RAFID - Ra dio F requency I ntruder D etection (Радиочастотное Детектирование Вторжения). Эта охранная система создана английской компанией Geoquip, широко известной своими периметральными системами на сенсорных микрофонных кабелях.

В простейшем случае система RAFID содержит пару “Излучающих Фидеров” (ИФ), один из которых является излучающей, а другой - приемной антенной радиочастотного поля. Выходной сигнал приемника непрерывно контролируется анализатором.

ИФ представляет собой специально сконструированный коаксиальный кабель, содержащий внутренний провод, изолированный диэлектриком от внешнего экрана (рис. 4). Внешний экран может представлять собой медную оплетку, похожую на оплетку обычного коаксиального кабеля. Особенностью ИФ являются так называемые “порты”, т.е. отверстия в экране, расположенные с регулярными интервалами. Конструкция кабеля обеспечивает излучение электромагнитного поля при пропускании по нему тока. Вблизи обоих кабелей формируется невидимое электромагнитное поле, конфигурация которого зависит от взаимного расположения ИФ.

Рис. 4. Конструкция излучающего фидера системы RAFID.

Попавший в радиочастотное поле объект изменяет фазу и амплитуду принимаемого сигнала (эффект Допплера), в результате чего анализатор генерирует сигнал тревоги.

Кабели располагают параллельно друг другу и монтируются на жесткой стене или другом ограждении, обеспечивая зону детектирования, как показано на рис. 5. (Расстояние между кабелями и их расположение определяются конкретными требованиями заказчика и условиями детектирования).

Рис. 5 (а, б) зоны обнаружения системы RAFID.

Кабели системы RAFID устанавливаются на жестких оградах (бетон, кирпич, дерево) или непосредственно в грунте. Количество линий кабеля (2 или 3) и их расположение на ограде определяются задачей, стоящей перед охранной системой. Так, если нужно регистрировать нарушителя, пытающегося перелезть через ограду, то кабели располагаются вблизи средней линии ограды (примерно на половине ее высоты), см. рис. 5а. При этом вблизи нижней части ограды может быть оставлена нечувствительная зона - “аллея для животных”, на которых не должна реагировать система. Если же нужно обнаружить нарушителя, только приближающегося к линии периметра, то в этом случае один из кабелей крепят в нижней части ограды или непосредственно в почве на некотором расстоянии от стены (рис. 5б).

Для обработки сигналов в системе применен мощный процессор, позволяющий проводить “обучение” системы непосредственно на объекте. Процессор содержит в памяти как типовые сигналы вторжения, так и нетревожные сигналы от окружающей обстановки (проходящий транспорт и т.п.). При совпадении реально регистрируемого сигнала с одним из записанных в памяти тревожных образов система выдает сигнал тревоги. Система практически не подвержена влиянию таких атмосферных факторов, как дождь, туман, град, снег, дым и применяется в различных климатических зонах.

Заключение

Принцип действия всех описанных выше охранных систем основан на использовании электромагнитных волн радиочастотного диапазона. Однако для охраны периметров разработаны и успешно применяются и другие системы, работающие с детекторами различных типов: оптические инфракрасные датчики (лучевые и пассивные), сейсмические вибрационные датчики, микрофонные кабели, емкостные системы, волоконно-оптические кабели и др. Они будут рассмотрены в следующих номерах журнала.

Предоставлено журналом "Специальная техника"

А.А. Бронников
Начальник отделения ФГУП "СНПО "Элерон", к.т.н.

П.В. Полудни
Начальник лаборатории ФГУП "СНПО "Элерон"

Одной из важнейших задач обеспечения безопасности объекта является блокирование периметра - первого рубежа защиты. С этой целью все шире используются радиолучевые средства обнаружения (РЛСО)

Террористические акты, направленные против ядерно-опасных, энергетических, военных и других объектов; распространение международного религиозного экстремизма, контрабанда оружия - все это реальные угрозы государственного и межгосударственного масштаба для стабильного развития не только отдельной страны, но и всего мирового сообщества.

На правительственном уровне многих стран, в том числе и России, рассматриваются вопросы повышения защищенности особо важных объектов инфраструктуры, объектов военного назначения. ФГУП "СНПО "Элерон" активно участвует в решении этих вопросов, являясь одним из ведущих предприятий в области разработки и производства комплексных систем безопасности особо важных объектов, систем жизнеобеспечения и мониторинга.

Особенности РЛСО

Организация современной системы защиты объекта включает в себя применение технических средств охраны, работающих на различных физических принципах. Чем больше периметр, тем выше эффективность использования технических средств по сравнению с охраной, осуществляемой людьми.

В последнее время широкое распространение получили радиолучевые средства обнаружения. Этот класс средств характеризуется зоной обнаружения, сформированной между передатчиком и приемником электромагнитного поля, имеющей вид сильно вытянутого эллипсоида вращения. Параметры поля изменяются при вторжении и регистрируются приемником.

Наиболее негативное влияние на работу РЛСО оказывают такие помеховые факторы, как транспорт или группы людей, движущиеся вблизи зоны обнаружения, травяной и снежный покров, деревья, растущие вдоль зоны обнаружения, животные.

ФГУП "СНПО "Элерон" имеет большой опыт в разработке и эксплуатации технических средств охраны.

Специалистами ФГУП ранее для решения различных тактических задач были разработаны такие РЛСО, как:

• "Витим" - мобильное, быстроразвертываемое средство;
• "Маска-04" - средство, имеющее малую ширину зоны обнаружения (менее 1 м);
• "Контур" - РЛСО, включающее в себя до восьми участков с интерфейсным блоком, позволяющим прибору работать без системы сбора и отображения информации.

Преимущества РЛСО "Контур-М"

На основе опыта, приобретенного при производстве радиотехнических средств охраны и при оснащении ими различных объектов, ФГУП "СНПО "Элерон" разработало радиолучевое средство обнаружения "Контур-М", имеющее повышенную устойчивость к таким помеховым факторам, как:

• проезд автотранспорта вдоль зоны обнаружения;
• наличие растительности вблизи зоны обнаружения;
• ливневые дожди.

При разработке этого средства были учтены рекомендации, полученные от проектных и эксплуатирующих радиотехнические средства охраны организаций, а также уделено большое внимание анализу показателям цена/ качество.

Например, для сужения зоны обнаружения средства и зоны отчуждения необходимо повышать рабочую частоту средства, что приводит к значительному повышению стоимости последнего. При разработке "Контур-М" эта задача была решена аппаратным способом, что позволило оптимизировать соотношение цена/качество.

Монтаж и настройка

Для минимизации затрат при проведении монтажа совместная работа нескольких средств осуществляется без прокладки кабеля синхронизации между соседними средствами, что особенно существенно сказывается на цене проекта при формировании протяженных рубежей. Для соединения блоков передатчика и приемника средства используется двухжильный кабель, что также снижает затраты при монтаже РЛСО.

"Контур-М" был разработан с учетом требований простого и быстрого монтажа и настройки -при его монтаже не требуется точная юстировка блоков приемника и передатчика. Снижение габаритных размеров блоков средства уменьшило ветровые нагрузки на него, что позволило упростить крепление блоков и также снизить затраты при монтаже на объекте.

Для удобства настройки РЛСО и проверки его работоспособности в процессе эксплуатации в блоке приемника предусмотрена световая индикация режима работы средства (дежурный режим, неисправность или выдача сигнала срабатывания).

"Контур-М" включает в себя: блок передатчика, блок приемника и комплект монтажных частей для крепления блоков на стойку (трубу) или плоскую поверхность.

Данное средство обнаружения позволяет создать рубеж протяженностью от 10 до 150 м при максимальной ширине зоны обнаружения в 2,5 м и ее длине в 150 м. Рабочая частота этого средства - 10 ГГц.

Формирование протяженных рубежей (периметров) осуществляется путем установки на объекте нескольких таких средств. Возможность выбора одной из четырех частот модуляции передатчика в сочетании с фильтром приемника позволяет исключить взаимовлияние средств на соседних участках.

Обработка сигналов

В состав блока приемника входит микропроцессорное устройство обработки сигналов, которое принимает решение о формировании средством сигнала тревоги.

Для отстройки от помех, вызванных движущимися или находящимися рядом с чувствительной зоной предметами (транспортом, травой, деревьями, секциями ограды и т.п.), при принятии решения о формировании сигнала тревоги проводится анализ тонкой структуры сигнала в устройстве обработки. Для выполнения данной задачи были созданы алгоритм и программа обработки сигналов.

При обработке сигналов учитываются не только амплитудные и временные соотношения, но и фазовые соотношения сигналов, получаемых при пересечении более удаленных от оси луча зон Френеля. Полученные сигналы с временным разделением анализируются методом наложения образов сигналов, и исходя из соотношения этих образов вырабатывается решение о формировании сигнала тревоги (распознавание цели методом нечеткой логики).

Программа позволяет регулировать чувствительность средства селективно на краях зоны обнаружения, что позволило уменьшить ширину чувствительной зоны средства и таким образом снизить влияние окружающих факторов.

Обнаружение нарушителя

Таким образом, средство "Контур-М" имеет, с одной стороны, высокую вероятность обнаружения нарушителя - не менее 0,95 (с доверительной вероятностью 0,8) и, с другой стороны, высокую помехоустойчивость - среднее время наработки на ложное срабатывание не менее 1000 ч при воздействии помеховых факторов. Ширина зоны отчуждения при максимальной длине зоны обнаружения (150 м) составляет: для группы людей - не более 1,5 м от оси зоны обнаружения; для транспорта - не более 2,5 м. Аналогичные РЛСО с рабочей частотой 10 ГГц, при длине зоны обнаружения в 150 м, как правило, имеют ширину зоны отчуждения не менее 5 м от оси зоны обнаружения.

Средство "Контур-М" позволяет обнаруживать нарушителя, передвигающегося в рост, согнувшись или ползком.

Для обнаружения ползущего нарушителя средство устанавливается на высоту 0,3-0,5 м для исключения "мертвых" зон вблизи блоков.

Для обнаружения нарушителя, передвигающегося в рост или согнувшись, средство рекомендуется устанавливать на высоту 0,7-1 м. Приемный и передающий блоки снабжены пленарными многоэлементными антеннами, имеющими разные размеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях, которые формируют асимметричную в поперечном сечении чувствительную зону (относительно небольшой ширины) и минимизируют "мертвые" зоны вблизи блоков средства. При установке средства на рекомендуемую высоту "мертвые" зоны вблизи блоков отсутствуют, что позволяет устанавливать "Контур-М" на соседних участках практически без перекрытия зон обнаружения.

Допускается установка двух средств на одном участке (на общих стойках) на разной высоте для обнаружения ползущего нарушителя и передвигающегося в рост или согнувшись.

Адаптация к обстановке

Система защиты периметра включает в себя несколько рубежей - заграждения и технические средства защиты. При размещении РЛСО вблизи заграждений возможно изменение тактико-технических характеристик средства (снижение вероятности обнаружения нарушителя, образование "мертвых" зон и т.п.), так как при подобном размещении происходит искажение электромагнитного поля. Кроме того, на работоспособность радиолучевых средств обнаружения негативно влияют имеющиеся в зоне обнаружения неровности рельефа и наличие крупногабаритных объектов вблизи ее границ. Микропроцессорное устройство обработки сигналов позволяет адаптировать "Контур-М" к окружающей обстановке на объекте, оптимально настроить средство при его монтаже на расстоянии до 0,5 м от заграждения.

Выбирая одну из программ обработки сигналов с помощью десятипозиционного переключателя и делая пробные проходы в местах, имеющих сложный рельеф, или вблизи крупных объектов, "Контур-М" настраивается на высокую вероятность обнаружения во всех точках зоны обнаружения.

Широкий динамический диапазон автоматической регулировки позволяет адаптировать "Контур-М" к изменениям окружающей обстановки на охраняемом участке и к изменениям погодных и сезонных условии, что дает возможность исключить его дополнительную настройку в процессе эксплуатации.

Помимо указанных случаев, "Контур-М" вырабатывает сигнал срабатывания и при вскрытии приемного блока, имеющего элементы настройки.

Условия эксплуатации

Допускается использование РЛСО "Контур-М" вблизи линий электропередачи (ЛЭП).

По электромагнитной совместимости "Контур-М" соответствует требованиям ГОСТ Р 50746-2000 - для II группы исполнения по устойчивости к помехам, электромагнитной обстановке средней жесткости с критерием качества функционирования "В". Электропитание средства осуществляется от источника постоянного напряжения 10-30 В при энергопотреблении не более 1,3 Вт.

"Контур-М" сохраняет работоспособность при следующих условиях:

• диапазон рабочих температур от -50 до +55 °С;
• относительная влажность воздуха до 98% при температуре 25 °С;
• атмосферное давление до 60 кПа (450 мм рт.ст.);
• солнечное излучение с плотностью потока до1125 Вт/м;
• атмосферные осадки (дождь, снег) до 40 мм/ч, а также иней, роса и песчаные бури;
• скорость ветра в порывах до 30 м/с;
• расположение кроны деревьев не ближе 1,5 м от границы зоны обнаружения;
• высота травяного покрова и неровностей до 0,4 м;
• высота снежного покрова до 0,5 м.

Средство "Контур-М" построено на современной элементной базе и изготавливается с применением технологии поверхностного монтажа радиоэлементов, что повысило его надежность и существенно уменьшило габаритные размеры (170x115x50 мм).

Серийное производство РЛСО "Контур-М" начато во III квартале 2008 г.

Универсальной системы обнаружения (СО), которая была бы оптимальна для всей территории России и многообразия условий эксплуатации, не существует, да и вряд ли она будет создана. Выбор наиболее эффективной СО зависит от множества факторов и, прежде всего, от особенностей месторасположения защищаемого объекта, его архитектурного решения, окружающей обстановки и многого другого.

В связи с этим ГУП СНПО "Элерон" разработало целый комплекс средств и систем для защиты периметров, учитывая разнообразие условий охраны отечественных объектов

Особенности периметровой защиты объектов

Приоритетная сфера деятельности ГУП СНПО "Элерон" - создание периметровых средств и систем охраны (ССО) объектов. Создание эффективных ССО - чрезвычайно сложная и наукоемкая проблема. Для ее успешного решения требуются длительные экспериментальные исследования физики процесса обнаружения, сбор информации о сигналах и помехах, поиск наиболее эффективных алгоритмов обработки сигнала, тщательная отработка схемотехнических решений. Для проведения исследований и испытаний ССО необходимы полигоны в различных климатических зонах страны, парк аппаратуры для записи и обработки сигналов, имитации помеховых воздействий и, самое главное, коллектив высококвалифицированных специалистов: физиков, исследователей, программистов, схемотехников.

Защита периметра - один из наиболее важных элементов комплекса безопасности объекта, особенно для атомных или теплоэнергетических станций, нефтегазоперерабатывающих предприятий, нефтяных терминалов, аэропортов, складов готовой продукции и т.д. В ряде случаев крупные объекты имеют внутри периметра еще дополнительные защищаемые локальные зоны - наиболее важные и ответственные центры (сосредоточение материальных ценностей и т.д.). Часто возникает задача временной, краткосрочной охраны небольших периметров, например, при остановке транспорта с ценным грузом, временном складировании оборудования, строительстве и т.п.

Специфика отечественных условий проектирования и эксплуатации периметровых систем защиты заключается прежде всего в широком разнообразии климатических и почвенногеологических условий. Большие сезонные колебания температуры, сильные снегопады, метели, мокрый снег, частые плотные туманы, ураганные ветры, сильные дожди, гололед, иней вызывают большие трудности при выборе соответствующей сигнализации и делают практически невозможным использование какойлибо единой системы для любой климатической зоны России. Поэтому проектировщик должен хорошо ориентироваться в существующем многообразии выпускаемых систем, сигнализации, знать их особенности, сферу наиболее эффективного применения и специфику использования.

Для правильного выбора оптимального средства защиты периметра необходимо учитывать возможность выделения полосы отчуждения (запретной зоны) для размещения средств сигнализации, рельеф местности, топографию объекта, растительность, наличие вблизи периметра железнодорожных путей и автомагистралей, миграцию животных, прохождение линий электропередач, трубопроводов, кабельных линий и т.д. Определенные сложности возникают при разрыве в периметре для проезда железнодорожного или автомобильного транспорта (устройство ворот, шлагбаумов, пунктов досмотра транспорта). При недостаточном внимании они могут стать источниками повышенной опасности или вызывать частые ложные срабатывания.

Тактико-технические характеристики периметровых систем обнаружения

Основными тактико-техническими характеристиками таких периметровых систем являются:

Вероятность обнаружения, то есть выдачи сигнала тревоги при пересечении человеком зоны обнаружения. Она определяет "тактическую надежность" рубежа охраны и должна составлять не менее 0,9-0,95;

Наработка на ложное срабатывание - самый важный показатель, во многом определяющий общую эффективность комплекса безопасности;

Универсальность и гибкость средства обнаружения - возможность работы в широком диапазоне условий эксплуатации в различных климатических условиях для защиты разнообразных объектов;

Уязвимость системы, то есть возможность преодоления рубежа без выдачи сигнала тревоги;

Маскировка (визуальная и техническая) средств обнаружения. Это позволяет увеличить надежность системы, поскольку нарушитель не знает о наличии охранной сигнализации, и кроме того, это не искажает архитектурного облика престижных зданий;

Надежность, долговечность, простота монтажа и эксплуатации;

Цена погонного метра рубежа охраны, то есть суммарная стоимость аппаратуры, чувствительных элементов, их монтажа и наладки, приходящихся на 1 м длины периметра.

Физические принципы действия периметровых средств обнаружения

Для обнаружения факта вторжения человека в охраняемую зону могут быть использованы самые различные физические принципы, позволяющие с той или иной вероятностью различить сигнал от человека на фоне помеховых воздействий окружающей среды. Первыми сигнализационными системами были средства в виде вертикального забора из колючей проволоки, образующей шлейф, его сопротивление измерялось резистивным датчиком. Последний выдавал сигнал тревоги при обрыве шлейфа или при замыкании соседних проводов.

Хотя такие системы существуют и сегодня, современное их использование нецелесообразно как из-за внешнего вида, так и из-за низкой эффективности - проволока через несколько месяцев покрывается слоем окиси и датчик не срабатывает при замыкании соседних проводов. Вероятность обнаружения в этом случае падает до 20- 30%.

Емкостные системы

Новым шагом в разработке периметровых средств обнаружения явилось создание в ГУП СНПО "Элерон" в 70-х годах емкостных систем, использующих эффект изменения характеристик электрического поля вблизи "антенной системы" - чувствительного элемента в виде металлической конструкции, размещаемой с помощью изоляторов по верху пассивного ограждения. Использование отечественного ноу-хау - "охранного электрода", защищенного авторским свидетельством СССР, - выдвинуло эту разработку в лидеры периметровых систем сигнализации и обеспечило ей широкое внедрение для защиты сотен километров периметров самых разнообразных объектов.

Принцип действия емкостного сигнализатора основан на измерении емкости антенного устройства относительно земли. При этом электронный блок производит измерение только емкостной составляющей импеданса антенны и не реагирует на изменение сопротивления (квадратурная обработка сигнала с помощью синхронного детектора). Применение алгоритма, анализирующего длительность сигнала, его фронтов и других характерных особенностей, позволило довести вероятность обнаружения до 95% при средней частоте ложных срабатываний менее одного за десять суток при длине блокируемого участка до 500 м. Конструкция антенного устройства представляет собой металлический козырек, изготавливаемый в виде сварной решетки, допускает изгибы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, позволяет отслеживать рельеф местности и другие топографические особенности объекта. При соответствующем дизайне козырек не ухудшает внешний архитектурный облик здания.

К настоящему времени разработано целое семейство емкостных сигнализаторов - "Радиан" ("Радиан-М", "Радиан-13", "Радиан14"). Общее число установленных приборов превышает 50 000.

Отические лучевые инфракрасные сигнализаторы

Оптические лучевые инфракрасные сигнализаторы состоят из одной или нескольких пар "излучатель-приемник", формирующих невидимый глазом луч в диапазоне 0,8-0,9 микрон, прерывание которого вызывает сигнал тревоги. Лучевая система может устанавливаться как по верху ограждения, так и непосредственно на грунте в виде нескольких лучей, образующих вертикальный барьер. К сожалению, их применение в наших условиях связано со многими трудностями, поскольку снежные заносы, растительность, туман вызывают или ложные срабатывания, или отказ системы.

Радиолучевые средства обнаружения

Более эффективны радиолучевые средства обнаружения, использующие также пару "излучатель-приемник", но другой диапазон излучения - микроволновый. Если зона обнаружения у ИК-датчика - с диаметром луча в 1-2 см, радиолу ч имеет вид вытянутого эллипсоида, диаметр которого в середине зоны составляет от 80 до 500 см в зависимости от размеров антенны и частоты излучения. Объемная зона обнаружения является несомненным достоинством датчика, ее труднее преодолеть без сигнала тревоги. На работоспособность радиолучевых средств практически не влияют дождь, туман, ветер, однако они требуют при эксплуатации наличия геометрически свободного пространства между излучателем и приемником и перестают работать при образовании сугробов, "затеняющих" луч.

Вибрационные системы обнаружения

Еще один класс систем - вибрационные (воспринимающие вибрацию элементов ограждения или их деформацию при попытке преодоления). Как правило, вибрационные системы используют в качестве чувствительного элемента трибоэлектрический, электретный, магнитострикционный или оптоволоконный кабель, закрепляемый по верху ограждения и в его средней части. Деформация кабеля (его смещение на 1-2 см), а также колебания ограждения вызывают появление избыточных зарядов в трибоэлектрическом или электретном кабеле или изменение характеристик лазерного излучения, распространяющегося в оптоволоконном кабеле. Очевидно, что вибрационные системы подвержены воздействию самых разнообразных помех (ветер, микросейсмические сотрясения почвы от проезда транспорта, град и т.п.). Поэтому для усиления помехоустойчивости используются сложные алгоритмы распознавания, реализуемые с помощью встроенных микропроцессоров.

Проводно-волновая система обнаружения

Разновидность средств сигнализации радиотехнического типа - так называемая проводно-волновая система, в качестве чувствительного элемента которой используется двухпроводная "открытая антенна", размещаемая по верху ограждения с помощью изолирующих кронштейнов. К одному концу антенны подключается УКВ-генератор, к другому - приемник. Вокруг проводов образуется электромагнитное поле, формирующее зону обнаружения диаметром 0,5-0,7 м. При появлении человека внутри нее уровень сигнала на входе приемника изменяется и вызывает сигнал тревоги. Антенная система в отличие от емкостных датчиков не требует применения специальных переходников-изоляторов, допускает значительное провисание проводов.

В начале 80-х годов были разработаны первые образцы систем обнаружения, использующих в качестве чувствительного элемента коаксиальный кабель, металлическая оплетка которого по всей длине имеет перфорацию (отверстия) или специально прорежена. Система состоит из двух параллельных кабелей, размещаемых в грунте на глубине 0,2-0,3 м вдоль охраняемого периметра при расстоянии между кабелями 2-2,5 м. К одному из них подключается генератор УКВ-диапазона, к другому - приемник. За счет отверстий часть энергии из генераторного кабеля поступает на приемный, формируя зону обнаружения шириной 3-3,5 м и высотой 0,7-1 м. Система такого типа получила название линии вытекающей волны, она полностью маскируется и может быть обнаружена только с помощью специальной аппаратуры. Ее применение имеет смысл, если использование пассивного заграждения по какимлибо причинам невозможно. Система надежно работает в условиях замерзшего грунта, травы, невысоких кустов, снежного покрова.

Сейсмические системы обнаружения

К классу пассивных маскируемых средств обнаружения относятся также сейсмические системы, представляющие собой множество геофонных датчиков, соединенных в "косу" и размещенных в земле на глубине 0,2-0,3 м. При пересечении такого рубежа возникают микросейсмические колебания грунта при каждом шаге человека. Они воспринимаются геофонами, преобразуются в электрический сигнал и после соответствующей обработки (подсчет числа шагов, частотная фильтрация и т.д.) вызывают срабатывание системы. Более помехоустойчива модификация такого средства с чувствительным элементом в виде протяженного шланга, заполненного незамерзающей жидкостью и подключенного к мембранному датчику давления. При появлении человека непосредственно над шлангом за счет изменения давления возникает сигнал тревоги. Система имеет более узкую зону обнаружения (2-3 м) с резко спадающей чувствительностью на ее границе, за счет чего повышается помехоустойчивость. Однако эти системы не получили широкого распространения, так как достигнутая помехоустойчивость все еще не устраивает потребителей.

Магнитометрическая система обнаружения

В ряде случаев может представлять интерес магнитометрическая система обнаружения с чувствительным элементом в виде многопроводного кабеля, размещаемого в грунте на глубине 0,15-0,2 м вдоль охраняемого участка. Все жилы кабеля соединены последовательно, образуя распределенную индуктивную "катушку". Электронный блок измеряет эту индуктивность и выдает сигнал тревоги при ее изменении, связанном с пересечением зоны человеком, имеющем при себе какие-нибудь металлические предметы (огнестрельное или холодное оружие, предметы экипировки и т.д.). Чувствительность системы достаточна для обнаружения магнитной массы, характерной для обычного пистолета и тем более для автомата или карабина. В то же время система не реагирует на пересечение зоны такими животными, как кабаны, зайцы, собаки и кошки. Она перспективна для охраны границ или в условиях северных районов нефтедобычи, где неизбежны миграции диких животных.

Комбинированная система обнаружения

Для особых объектов, где требуется исключительно высокая наработка на ложное срабатывание и вероятность обнаружения, ГУП СНПО "Элерон" разработало комбинированную систему, сочетающую в себе несколько датчиков различного физического принципа действия. Расположение чувствительных элементов выбирается таким образом, чтобы сигнал от проникновения человека возникал одновременно в нескольких датчиках, тогда как помехи, оказывающие разное воздействие на каждый их них, разнесены во времени. Это система "Протва-4", сочетающая в себе приборы трех принципов действия - сетчатое ограждение с трибоэлектрическим кабелем, реагирующем на вибрации, радиолуч, направленный параллельно сетке, и датчик на основе "линии вытекающей волны", размещаемый в грунте в непосредственной близости от сетчатого заграждения. Электронный блок обрабатывает сигналы от каждого датчика в соответствии с логической схемой "2 из 3", то есть сигнал тревоги формируется только при одновременном срабатывании любых двух датчиков, входящих в систему. Это обеспечивает резкое (на порядок) снижение частоты ложных срабатываний, сохраняя высокую вероятность обнаружения.

Разработанные и серийно выпускаемые ГУП СНПО "Элерон" периметровые средства обнаружения

Перед Вами краткое описание разработанных и серийно выпускаемых ГУП СНПО "Элерон" периметровых средств обнаружения.

"Родиан-14"

Емкостное периметровое средство обнаружения "Радиан 14"- последняя модификация хорошо известного семейства емкостных сигнализаторов для охраны периметра. Оно разработано в 1997 г. на основе изучения опыта длительной эксплуатации аналогичных приборов "Радиан-М" и "Радиан-13" и воплотило в себе достижения схемотехники, современных алгоритмов обработки сигналов и новой элементной базы.

Принципиальное отличие прибора "Радиан-14", позволившее значительно повысить его помехоустойчивость, заключается в применении двухканальной схемы обработки сигнала и алгоритма "компенсации". Суть ее в том, что помеховый сигнал в резистивном канале вычитается из сигнала в емкостном канале и препятствует ложному срабатыванию. Схема построена таким образом, что пороговое устройство реагирует только на одну полярность, соответствующую сигналу в емкостном канале. Поэтому помеховый сигнал в резистивном канале, какой бы большой величины он не был, может только компенсировать емкостную составляющую и не вызовет срабатывания порогового устройства.

Частая причина ложных срабатываний - воздействие импульсных электрических помех и особенно радиопомех, характерных для городских условий интенсивного "радиосмога". В новом приборе импульсные радиопомехи возникают строго одновременно в обоих каналах и тем самым компенсируются (вычитаются), что препятствует ложному срабатыванию. Таким образом, "Радиан-14" обладает следующими преимуществами:

Высокая помехоустойчивость к дождю, мокрому снегу, загрязненным изоляторам и т.п.;

Высокая защищенность от индустриальных электро-и радиопомех.

Это позволило добиться почти на порядок большего времени наработки на ложную тревогу - 2000 ч (вместо 250 ч в приборе "Радиан-М").

Кроме того, введение компенсирующего канала позволило отказаться от обязательного использования специальных изоляторов-переходников, а также охранного электрода. Для монтажа прибора "Радиан-14" можно применять обычные изоляторы, используемые в электрических установках. Это резко удешевляет всю систему, дает большие возможности для конструкторских и дизайнерских решений по улучшению внешнего вида и маскировки антенной системы. Разработан вариант антенной козырьковой системы, включающий в себя элементы установки (пластмассовые кронштейны, стальной провод, крепеж) и поставляемый вместе с электронным блоком - средство "Ярус".

"Радиан 14" выполнен в том же корпусе, что и "Радиан-13", имеет те же конструктивные и стыковочные параметры. Это позволяет легко провести замену старого прибора на новый, причем не требуется перемонтаж антенной системы, питающих и сигнальных линий.

"Дельфин М"

Вибрационное кабельное средство обнаружения "Дельфин-М" состоит из протяженного чувствительного элемента в виде специального трибоэлектрического кабеля и электронного блока усиления и обработки сигнала. Кабель крепится к пассивному ограждению из металлической сетки и преобразует ее вибрацию, создаваемую нарушителем, в электрический сигнал, который после обработки в электронном блоке формирует сигнал тревоги.

"Дельфин-М" способен надежно функционировать в условиях воздействия сильного ветра, снега, гололеда, дождя и т.д. и индустриальных помех (близкого проезда транспорта, ЛЭП, работы радиостанций). Он выдает сигнал тревоги при попытках человека перелезть через ограждения, повредить сетку, перекусить проволоку, перерезать кабель и т.д.

Средство обнаружения "Дельфин-М" широко используется для блокирования АЭС, промышленных предприятий, банков, административных зданий.

В качестве чувствительного элемента (ЧЭ) вибромагнитометрического средства обнаружения "Дрозд" используется система изолированных проводов, закрепляемых на пассивном ограждении на всем протяжении участка периметра. При преодолении ограждения нарушитель вызывает его вибрацию (избыточные шумы), которые, в свою очередь, приводят к колебанию проводов ЧЭ в постоянном магнитном поле Земли и генерацию электрических сигналов. Они поступают на схему обработки электронного блока прибора и при выполнении определенных заданных критериев обнаружения вызывают срабатывание выходного реле тревоги.

СО "Дрозд" может устанавливаться на следующих типах пассивных ограждений (заборов): бетонных, кирпичных, деревянных, металлических сетчатых (сетка "Рабица"), а также садовой ограде из штампованных, сварных или кованых металлических элементов.

Средство обнаружения "Дрозд" имеет ряд преимуществ перед известными периметровыми системами:

По сравнению со средством "Дельфин М" не требует для козырькового варианта обязательного использования металлического сетчатого ограждения, что снижает его стоимость. Кроме того, использование дешевого провода П-274 ("полевка") вместо специального трибоэлектрического кабеля также удешевляет систему;

По сравнению со средством "Радиан" не требует для крепления проводов "козырька", обязательного применения дорогих переходников-изоляторов;

Большая универсальность использования позволяет применять его практически на всех типах заборов, а также для защиты эстакад, стен и крыш зданий;

Высокая помехоустойчивость: на работу прибора практически не оказывают влияние дождь, снег, туман, высокая трава или ветви деревьев в непосредственной близости от чувствительного элемента (допускается переплетение проводов ЧЭ вьюном, плющом и т.п.);

Оригинальные технические решения обеспечивают устойчивость к электромагнитным помехам промышленного происхождения (патент Российской Федерации № 2075905 от 20.03.97 г.).

Двухпозиционное радиолучевое средство обнаружения РЛД-94 состоит из передатчика и приемника СВЧ-энергии, устанавливаемых на специальных опорах по краям линии блокирования. Антенна передатчика излучает поток СВЧ-энергии, направленный на антенну приемника. Появление в зоне обнаружения нарушителя вызывает модуляцию принимаемого сигнала. После соответствующей обработки в электронном блоке сигнал включает выходное реле.

Радиоволновое двухпроводное средство обнаружения "Уран-М" предназначено для блокирования верха пассивных ограждений (бетонных, кирпичных, металлических), а также крыш и стен зданий.

Чувствительная зона СО образуется двумя параллельными проводами, закрепляемыми по верху ограждения с помощью непроводящих кронштейнов, выполненных из пластика или дерева. Расстояние между проводами -0,4-0,5м, длина блокируемого участка периметра -от 20 до 250 м.

С одной стороны участка к проводам подключается генератор зондирующих радиоимпульсов, с другой - приемник. Два провода выполняют роль "открытой антенны". При появлении человека в зоне чувствительности антенны происходит изменение уровня сигнала на входе приемника за счет поглощения и переизлучения энергии, что и является признаком нарушения. Сечение зоны чувствительности представляет собой овал с размерами 0,7х0,4 м. Основные достоинства СО "Уран-М":

Возможность отслеживания рельефа рубежа охраны (ограждения) - повороты, перепады по высоте и т.д. и, как следствие, уменьшение общего количества электронных блоков;

Равное сечение зоны обнаружения вдоль всего участка блокирования;

Простота монтажа и обслуживания линейной части СО;

Достаточно высокая помехоустойчивость как к метеофакторам, так и к индустриальным помехам.

Маскируемое радиотехническое средство защиты периметра на основе "линии вытекающей волны" "Бином-М" использует в качестве чувствительного элемента коаксиальный кабель, металлическая оплетка которого по всей длине имеет перфорацию. Средство состоит из двух параллельных кабелей, размещаемых в грунте на глубине 0,2-0,3 м вдоль охраняемого периметра при расстоянии между кабелями 2- 2,5м. К одному из них подключается генератор УКВ-диапазона, к другому - приемник. За счет наличия отверстий часть энергии из генераторного кабеля поступает на приемный, формируя зону обнаружения шириной 3-5 м и высотой 0,7-1 м. "Бином-М" следует применять, если использование пассивного заграждения по каким-либо причинам невозможно, а также если требуется полная маскировка СО. Система надежно работает в условиях замерзшего грунта, травы, невысоких кустов, снежного покрова. Длина участка блокирования - до 250 м, питание от сети постоянного тока 20-30 В, потребляемая мощность - не более 0,7 Вт.

"Протва-4М"

Комбинированная периметровая система "Протва-4М" - современное высокоэффективное средство обнаружения для защиты периметров особо важных объектов и протяженных рубежей с повышенными требованиями к надежности охраны.

Высокая эффективность системы обеспечивается за счет совместного использования трех средств обнаружения, построенных на различных физических принципах и объединенных в единую систему с применением логической схемы "2 из 3". Совмещение зон обнаружения обеспечивает срабатывание как минимум двух средств при любом способе преодоления человеком блокируемой зоны. В то же время ложное срабатывание одного из средств не вызывает срабатывания всей системы. Применение этого принципа построения позволяет на порядок увеличить время наработки на ложное срабатывание (до 5000 ч) и ставит СО вне конкуренции с любыми другими периметровыми системами.

Кроме того, система "Протва-4М" обладает уникальным свойством указывать направление движения нарушителя (на объект или из него).

В состав системы входят следующие три различных средства обнаружения:

Двухпозиционное радиолучевое средство (с несущей частотой 735 ГГц);

Радиотехническое средство обнаружения на основе углубленных в грунт кабелей с перфорацией оплетки ("линия вытекающей волны");

Вибрационное средство на основе трибоэлектрического кабеля, закрепленного на металлическом сетчатом ограждении.

Наряду с линейными средствами обнаружения в "Протва-4М" входит микропроцессорный пульт управления и индикации (ЛУИ-12), объединяющий в себе все линейные блоки. Он осуществляет управление всей системой и индикацию тревожной и служебной информации. ПУИ-12 позволяет подключить ЭВМ с отображением на экране монитора графического изображения блокируемого рубежа объекта.

Сейсмомагнитометрическое средство обнаружения "Дуплет" - уникальное периметровое средство обнаружения, не имеющее аналогов ни у нас в стране, ни за рубежом! Единственное средство, позволяющее отличить человека (вооруженного нарушителя) от животных, в том числе крупных.

"Дуплет" может использоваться для охраны (сигнализационного блокирования) периметров объектов, не имеющих ограждения, или выступать в качестве предварительного выдвинутого сигнализационного рубежа охраны. Лучше всего применять его на объектах, где невозможно исключить миграции животных.

Принцип работы "Дуплета" основан на регистрации посредством кабельного чувствительного элемента как сейсмических сигналов (колебаний грунта), возникающих при передвижении человека, так и изменений магнитного поля в ближней зоне при перемещении ферромагнитных масс, например, оружия. Эти сигналы преобразуются в электронных блоках в электрические и после обработки по определенному алгоритму вызывают срабатывание выходного реле тревоги. В качестве чувствительного элемента используется специально разработанный кабель КТПЭДЭП 10х2х0,5, основная особенность которого - наличие двух экранов, предназначенных для формирования сигнала сейсмоканала. Внутренние провода объединяются в петлю, реагирующую на магнитную составляющую сигнала.

СО устойчив к воздействию таких природных факторов, как всевозможные типы осадков, мелкие и средние животные, а также к воздействию транспортных и индустриальных помех.

Быстроразвертываемые средства обнаружения

Быстроразвертываемое радиолучевое средство "Витим" предназначено для срочной организации временного рубежа охраны на неподготовленной территории. Оно состоит из II приемно-передающих устройств в виде стоек. Такая конструкция позволяет быстро устанавливать их на любом грунте. Кроме того, "Витим" включает в себя выносной блок индикации, показывающий номер сработавшего участка. Каждая стойка и блок индикации имеют встроенные аккумуляторные источники питания. При пересечении нарушителем зоны обнаружения в виде вытянутого эллипсоида между стойками со скоростью от 0,1 до 6 м/с СО формирует сигнал тревоги и указывает на блоке индикации номер сработавшего участка. Сигналы тревоги передаются по радиолучу, поэтому не требуются кабельные соединения. Это обеспечивает высокую скорость установки системы: в течение часа группа из трех человек может установить и наладить систему. Расстояние между стойками 20-120 м, максимальная протяженность рубежа охраны - 1200м.

СО "Витим" не имеет зарубежных аналогов и постоянно вызывает интерес на международных выставках.

Радиоволновое средство обнаружения "Газон" предназначено для блокирования участков периметра временных объектов на неподготовленной местности с растительностью и сложным рельефом и конфигурацией рубежа, а также для блокирования верха заграждений из металла (решетки, сетки).

Изделие предназначено для работы в автономном режиме или с системой сбора и отображения информации. В автономном режиме "Газон" питается от аккумуляторной батареи 10НКГЦ-1Д, а индикация срабатываний функционирует с помощью встроенного звукового или внешнего индикаторов, управляемого контактами выходного реле.

Изделие состоит из блока электронного (БЭ)и проводной линии, размещаемой вдоль блокируемого участка и подключаемой к БЭ. Проводная линия создается с помощью комплектов монтажных частей (КМЧ). КМЧ для грунта и асфальта содержит диэлектрические стойки, устанавливаемые с интервалами 6-7 м. На стойках на высоте около 1,5м закрепляется верхний провод линии, нижний прокладывается под верхним по земле или закапывается на небольшую глубину (3-5 см). Зона обнаружения формируется между верх- " ним проводом и поверхностью земли.

Длина блокируемого рубежа при установке на земле - 40-125 м, на заграждении - 40-250 м, ширина зоны обнаружения (на земле)-не более 3 м.

Напряжение питания 10,2-15В или 20- 30 В. Ток, потребляемый в дежурном режиме, при напряжении 12 В не более 25 мА.

Маскируемый проводно-обрывной сигнализатор ТРОС-1 предназначен для оперативной организации рубежа охраны мест временного расположения людей, техники, грузов, объектов или прилегающей к ним территории.

Принцип действия - регистрация целостности электрической цепи, образованной двухжильным микропроводом. Обрыв провода при вторжении нарушителя вызывает появление звукового сигнала. Благодаря малому диаметру провода достигается высокая степень маскировки на местности и высокая вероятность обнаружения. Развернутый на местности микропровод повторно не используется.

Максимальная протяженность охраняемого рубежа - 1,5 км. Он комплектуется двумя кассетами провода. Напряжение питания (батарея) - 1,5В. Время непрерывной работы без смены источника питания - не менее 6 месяцев. Диапазон рабочих температур от -50 до +50°С. Габариты (диаметр, длина) 53х260 мм.

Таким образом, ГУП СНПО "Элерон" создана широкая номенклатура периметровых средств обнаружения, позволяющих решать самые разнообразные задачи по охране практически любых объектов.