Вибрационные средства обнаружения реферат

Обновлено: 07.07.2024

вибромагнитометрические (с точечным индукционным преобразователем, с протяженным вибромагнитометрическим чувствительным элементом, использующим естественное магнитное поле, с протяженным вибромагнитометрическим чувствительным элементом, использующим собственное искусственное магнитное поле);

тензорезисторные;

манометрические;

оптоволоконные;

Использующие комбинированные чувствительные элементы.

Вибрационные СО, оптимизированные для обнаружения микросейсмических колебаний в грунте, вызванных нарушителем (перемещение, попытка подкопа и др.) с частотой колебаний в пределах до 100 Гц, называются сейсмическими.

Одним из основных критериев, определяющим группы вибрационных средств обнаружения является вид чувствительного элемента (ЧЭ). Чувствительные элементы бывают точечными и протяженными.

Точечные ЧЭ (ЧЭ с точечной зоной обнаружения) используют для блокирования отдельных объектов. Группа разнесенных ЧЭ позволяет блокировать определенные площади.

Протяженные ЧЭ (ЧЭ с протяженной зонной обнаружения) используются для блокирования определенных площадей и конструкций. Длина протяженных ЧЭ может быть от 500 до 1000 м.

Типовая функциональная схема вибрационных средств обнаружения включает точечный чувствительный элемент (преобразователь) или протяженный чувствительный элемент (преобразователь), блок обработки (БО), включающий модуль анализирующий (АМ) и исполнительное устройство (ИУ) или формирователь сигнала тревоги.

Типовая функциональная схема вибрационных средств обнаружения представлена на рисунке 8.

Принцип действия вибрационных средств обнаружения основан на фиксации механических колебаний, производимых нарушителем.

Пьезоэлектрические СО используют пьезоэлектрический эффект, который представляет собой явление возникновения электрических зарядов на гранях кристаллов некоторых материалов в результате механических воздействий. В качестве таких материалов используется кварц, турмалин, сегнетовая соль, титанат бария и др.

В качестве чувствительного элемента используется пластина, вырезанная из монокристалла такого материала.

Тензорезисторные СО используют в качестве ЧЭ резисто, выполненный по специальной технологии, изменяющий свое сопротивление при воздействии вибрации. Деформация пластины резистора приводит к изменению сопротивления, что оценивается анализирующим устройством как тревожный сигнал.

Вибромагнитометрические СО фиксируют изменение энергии магнитного поля. Эти СО используют несколько видов чувствительных элементов: с точечным индукционным преобразователем, с протяженным вибромагнитометрическим чувствительным элементом, использующим естественное магнитное поле, с протяженным вибромагнитометрическим чувствительным элементом, использующим собственное искусственное магнитное поле.

В точечном индукционном преобразователе фиксируется изменение магнитного поля при перемещении проводника. Такая конструкция представляет собой механическую колебательную систему, состоящую из корпуса и находящегося внутри него инерционного тела.

При воздействии механических колебаний на такую систему вследствие инерционности составных частей происходит перемещение постоянного магнита относительно катушки, что в свою очередь приводит к формированию ЭДС индукции в проводнике. Силы упругости возвращают элементы конструкции в исходное состояние. При воздействии нарушителя этот электрический сигнал обладает характерным изменением некоторых электрических параметров, что позволяет анализирующему модулю формировать тревожный сигнал.

Протяженный вибромагнитометрический ЧЭ, использующий собственное магнитное поле, состоит из гибкого кабеля, который содержит протяженную магнитную часть и набор проводников. Принцип действия основан на фиксации вибраций гибких проводников относительно магнитного поля, сформированного внутри кабеля протяженными гибкими магнитами, при воздействии нарушителя.

Протяженный вибромагнитометрический ЧЭ, использующий естественное магнитное поле Земли, состоит из набора проводников, образующих зону обнаружения. Принцип действия основано на фиксации вибраций ЧЭ относительно естественного магнитного поля планеты при воздействии нарушителя. ЧЭ представляет собой протяженную антенную систему, образованную набором проводников, установленных над заграждениями или в качестве непосредственно заграждений. Возможно использование кабеля типа П-274.

Для защиты периметров охраняемых объектов используются технические средства обнаружения на основе различных физических принципов, среди которых особое место занимают вибрационные средства обнаружения (ВСО).

Эти средства предназначены для организации сигнализационного рубежа на инженерных заграждениях на основе фиксации механических колебаний, вызываемых воздействием нарушителя при разрушении или преодолении физического препятствия. Особенность ВСО заключается в том, что чувствительный элемент системы располагается непосредственно на инженерном заграждении, поэтому не требуется зоны отчуждения для организации рубежа охраны в отличие, например, от радиолучевых средств обнаружения. Несомненными достоинствами ВСО является возможность совмещения сигнализационного рубежа и физического препятствия, а также пассивный принцип действия, характеризующийся отсутствием электромагнитных излучений в пространство. Специфической особенностью ВСО является то, что их помехоустойчивость (период ложных срабатываний) определяется не только видом чувствительного элемента и алгоритмом обработки сигналов, но также и конструкцией инженерного заграждения и его состоянием, качеством крепления чувствительного элемента. Это объясняется тем, что колебания элементов заграждения или удары по нему посторонних предметов вызывают такие же механические колебания, что и при воздействии нарушителей.

Особое место среди ВСО занимают противоподкопные средства, принцип действия которых основан на фиксации механических колебаний грунта (в непосредственной близости от чувствительного элемента), возникающих при попытках подкопа под инженерные заграждения. В отличие от сейсмических средств обнаружения, они не предназначены для решения задачи обнаружения нарушителя, пересекающего охраняемый рубеж шагом, бегом или ползком.

Рассмотрим особенности применения ВСО для охраны периметров объектов, в том числе и то, на что рекомендуется обратить внимание при выборе марки изделия.

ВСО состоит из линейной части и блока электронного. Блок электронный располагается на периметре, на открытом воздухе, крепится на инженерное заграждение или располагается в защитном кожухе (шкафе). В качестве линейной части используются кабельные или дискретные чувствительные элементы, расположенные непосредственно на инженерных заграждениях.

Чувствительный элемент. Наиболее важная составная часть ВСО - чувствительный элемент (ЧЭ). В качестве ЧЭ используются специальные трибоэлектриче-ские кабели, а также коаксиальные и телефонные кабели (в основном разновидности ТПП), в которых присутствует эффект контактной электризации.

Значительное число производителей ВСО используют в качестве чувствительного элемента обычные телефонные или коаксиальные кабели, обладающие ярко выраженным трибоэлектрическим эффектом. В подобных кабелях трибоэлектриче-ский эффект является паразитным, мешающим фактором. Его величина существенно зависит от материала (марки) диэлектрика, примененного в кабелях. При многих марках диэлектриков, допустимых техническими условиями для производства кабеля, трибоэлектричес-кий эффект может и отсутствовать. Для партий кабеля, выпускаемых для охранной сигнализации, производители средств обнаружения вынуждены производить отборку кабеля либо применять кабель, в котором по конструктивным параметрам трибоэлектрический эффект присутствует постоянно. Цена отобранного кабеля значительно выше цены обычного стандартного кабеля. Производители ВСО с подобными чувствительными элементами зачастую не обращают внимание потенциальных потребителей на специфичность кабеля, и последние совершают ошибку, приобретая стандартные телефонные кабели, в которых, как уже отмечалось, трибоэлектрический эффект может быть весьма слабо выражен. Поэтому при приобретении ВСО у изготовителя рекомендуется делать это только в комплекте с чувствительным элементом.

Специальные трибоэлектрические и стандартные телефонные кабели друг от друга отличаются не только различной чувствительностью к деформационным воздействиям на них, но и спектральными характеристиками формируемого в них сигнала. Некоторые производители ВСО в эксплуатационной документации на изделия указывают на возможность применения в изделиях в равной мере трибоэлектрических и телефонных кабелей без учета их особенностей при вводе изделий в эксплуатацию. Однако это говорит о том, что производитель не использует в алгоритме обработки сигналов специфические свойства специальных кабелей, позволяющие повысить помехоустойчивость ВСО.

Учитывая высокую стоимость кабельной продукции, рекомендуется при заказе ВСО оговаривать требуемую длину ЧЭ, от этого зависит цена на поставляемые изделия. Длина ЧЭ должна быть несколько больше длины участка, что позволит скомпенсировать неизбежную разницу длины проектируемого и реального заграждения, а избыток длины ЧЭ может пригодиться при выполнении ремонтных работ при повреждении кабеля в процессе эксплуатации. Рекомендуется избыток ЧЭ заводить на соседний участок или сматывать в бухту и надежно крепить ее к заграждению.

Виды инженерных заграждений. Инженерные заграждения могут быть выполнены из:

- сварной оцинкованной сетки типа ССЦП с диаметром прутка 2. 2,9 мм;

- сварной сетки с полимерным покрытием с диаметром прутка 5. б мм;

- сварной решетки из металлических прутьев или уголков;

- массивных (кованых) металлических элементов;

- гофрированных или профилированных металлических листов;

- железобетонных плит или кирпича;

- колючей проволоки КЦП или режущей ленты типа АКЛ или АСКЛ в виде полнопрофильного барьера или козырька на заграждении. Рассмотрим особенности применения ВСО на ряде перечисленных типах заграждений.

Защита сеточных сварных заграждений. В ВСО обработка сигналов, образующихся в ЧЭ, производится в нескольких частотных диапазонах от единиц до нескольких сотен герц. Наиболее часто

ВСО устанавливаются на заграждения, выполненные из сварной сетки типа ССЦП50*250 с толщиной прутка 2,9 мм и на заграждения из сетки с полимерным покрытием с толщиной прутка 5.б мм. Сигнал от перелаза нарушителя через такие заграждения смещен в низкочастотную область, а от разрушения, особенно путем перекуса нитей сетки, смещен в высокочастотную область. ЧЭ на основе телефонных кабелей имеют низкую чувствительность к деформационным воздействиям, поэтому верху заграждений необходимо конструктивно придать определенную гибкость для увеличения амплитуды механических вибраций, возникающих в результате воздействия на него нарушителя. Для обеспечения равномерной сигнализационной надежности к перелазу и разрушению заграждения применяют прокладку подобных ЧЭ в два и более проходов или синусоидально. Однако это повышает стоимость оборудования рубежа и эксплуатационные расходы.

Применение специальных трибоэлек-трических кабелей позволяет снизить требования по гибкости к конструкции верха ЗГР и осуществлять прокладку ЧЭ по ЗГР высотой до 2,5-3 м в один проход. Отметим, что при заглублении сеточного полотна в землю некоторые ВСО позволяют обнаруживать и попытки подкопа под заграждение с разрушением ЗГР.

Далеко не все ВСО обеспечивают сравнимые сигнализационные характеристики при блокировании ЗГР из сетки ССЦП и из сетки с полимерным покрытием. При выборе марки ВСО необходимо обращать внимание на наличие в эксплуатационной документации рекомендаций по настройке изделий на конкретный вид ЗГР. Для обеспечения надежных сигнализационных характеристик ряд производителей может осуществлять комплектную поставку ВСО и ЗГР.

При выборе типа ВСО рекомендуется внимательно изучить эксплуатационную документацию с целью определения вида фиксируемых ВСО воздействий на ЗГР. Ряд ВСО уверенно формирует сигнал срабатывания только при наличии прогиба (перемещения) полотна ЗГР, а это означает, что вероятность обнаружения разрушения ЗГР путем перекусывания его нитей мала.

Рекомендуется обращать внимание на способ закрепления сеточного полотна на опорах. Наиболее оптимальный способ - использование болтового соединения. В некоторых видах импортных ЗГР для крепления сетки с полимерным покрытием к опорам применяются различные захваты или клипсы, позволяющие снизить трудоемкость монтажа ЗГР. Но при этом не обеспечивается жесткость крепления сетки к опоре, что влечет возникновение ложных срабатываний при порывах ветра.

Защита заграждений из металлических прутьев или уголков, массивных (кованых) металлических элементов, железобетонных плит или кирпича. Эти ЗГР обладают наибольшей жесткостью. При их блокировании, возможно, придется решать три задачи. Это фиксация попыток разрушения ЗГР, попыток перелаза через него и попыток подкопа под ЗГР. В технических обзорах не встретилось ВСО, способное решить все эти задачи, поэтому для защиты от подкопа приходится применять отдельное ВСО. Фиксация попыток разрушения таких ЗГР не представляет труда, а вот для обнаружения перелаза необходима повышенная чувствительность ВСО к деформациям ЗГР.

Для защиты от перелаза в основном используются различные виды козырьков из плоской или объемной спирали, сварных сеток. Применение для обнаружения перелаза козырьков в виде различных пружинящих прокладок под чувствительный элемент малоэффективно, особенно в зимний период.

Блокирование кирпичных ЗГР эффективно только при установке по верху различных типов козырьков.

Защита заграждений из колючей проволоки и ленты типа АКЛ. Ряд производителей заявляют о надежной работе ВСО на заграждении из колючей проволоки. Однако эти ЗГР, как и любые другие, имеют свои особенности, которые следует учитывать при принятии решения о размещении на них ВСО. В частности, колючая проволока должна быть натянута с определенным усилием так, чтобы не происходил ее обрыв в сильные морозы и не образовывался недопустимый провис в жаркие дни, приводящие к ложным срабатываниям и к пропуску нарушителя. Невыполнение потребителем требований по усилию натяжения лишает его возможности предъявить претензии к изготовителю при неудовлетворительной работе СО. Потребителю надо учитывать и то, что продольная нить колючей проволоки типа КЦП не гладкая, а ребристая. От взаимного перемещения проволоки и кабеля будет происходить повреждение его оболочки, поэтому на кабель в местах крепления к проволоке необходимо будет надевать, например, отрезки ПВХ трубки, что, учитывая множественность точек крепления кабеля к проволоке, значительно увеличивает трудоемкость монтажа и технического обслуживания.

Особый случай - ЗГР из колючей армированной ленты. Необходимо строго соблюдать прописанные в эксплуатационной документации требования к конструкции ЗГР, по креплению плоской или объемной спирали к элементам конструкции для предотвращения перемещения спирали под воздействием ветра, по способу прокладки ЧЭ по спирали (он не должен повреждаться шипами спирали). В настоящее время весьма широкое применение находят козырьки из объемной спирали типа АКЛ. Для использования ВСО необходимо выполнение следующих требований:

- на опорах ЗГР должны быть установлены V-образные кронштейны с 3 или 4 продольными нитями стальной проволоки (две по бокам и одна или две внизу), которые являются опорой для спирали АКЛ на пролетах заграждения между V-об-разными кронштейнами;

- нити проволок должны быть натянуты с усилием, исключающим провисы и возможность касания спиралью АКЛ верхней кромки заграждения;

- каждый виток спирали должен быть закреплен в трех-четырех местах к продольным несущим нитям;

- ЧЭ устанавливается с внутренней стороны заграждения (внутри охраняемой зоны) непосредственно на боковой нити несущей проволоки;

- для исключения повреждения ЧЭ об острые кромки АКЛ необходимо в местах их соприкосновения откусить шипы АКЛ или подогнуть плоскогубцами выступающие острые кромки.

Отметим, что качество спирали АСКЛ по конструктивным признакам значительно хуже спирали АКЛ, и применение ее для целей сигнализационного блокирования не рекомендуется.

Грозозащита. Корпус ВСО может позволять эксплуатацию средства на открытом воздухе, при этом в нем должны находиться элементы грозозащиты, которые обеспечивают защиту всех цепей ВСО, выходящих из корпуса, от опасных наводок проходящих рядом ЛЭП, от грозы и пр. Для многих присутствующих на рынке ВСО понадобится приобретение дополнительного кожуха (шкафа) для защиты от атмосферных осадков, солнечной радиации, установки элементов грозозащиты. Для снижения влияния электромагнитных наводок, особенно мощных при грозовых разрядах, необходима установка возле каждого ВСО заземления. Вполне достаточно использование в качестве за-землителя металлического уголка 45х45 мм с заглублением его в грунт на глубину не менее глубины промерзания.

Настройка изделий при эксплуатации может быть простейшей, в ходе которой выставляется порог превышения сигналом некоторого фиксированного уровня. Наработка на ложный сигнал тревоги в таких средствах не может быть высокой, что особенно ярко проявляется на длинных периметрах. В более продвинутых изделиях введена цифровая обработка поступающих от усилительного каскада сигналов по максимально возможному количеству информационных признаков с целью селекции сигналов тревог от ложных сигналов. Возможность точной (фиксированной) настройки СО по нескольким информационным признакам (не только порогового превышения) на конкретном ограждении позволяет в несколько раз повысить сигнализационную надежность изделий. В ряде изделий такая настройка осуществляется с использованием встроенных в них или входящих в комплект поставки специальных пультов контроля (ПК), подключаемых к СО на время проведения этой операции. При наличии ПК обеспечиваются:

- контроль работоспособности изделия с указанием состояния чувствительного элемента; ■ отображение текущей информации и протокола событий в символьной форме на экране ПК.

Надеюсь, что изложенные в данной статье материалы облегчат инсталлирующим организациям сделать выбор ВСО для применения на конкретном объекте.

Классификация вибрационных средств обнаружения

Периметровая (периметральная) система охранной сигнализации в составе технических средств охраны (ТСО) служит для обнаружения физического вторжения нарушителей извне. В ее состав входят автоматические средства обнаружения (СО) различного физического принципа действия, которые располагаются по границе (периметру) охраняемой территории, обеспечивая раннюю выработку сигнала тревоги для своевременной реакции сил охраны на вторжение [1]. Существуют множество типов сигнализационных СО (в англоязычной литературе PIDS – perimeter intrusion detection systems), среди которых по совокупности характеристик выделяются вибрационные. Они устанавливаются на различных заграждениях по периметру объекта, либо сами формируют сигнализационное заграждение (СЗ), фактически осуществляя его охранный мониторинг [2].

Принцип действия вибрационных средств обнаружения (ВСО) основан на регистрации механических вибраций СЗ, которые вызывает нарушитель при вторжении, поэтому экзотические бесконтактные виды вторжения ими не обнаруживаются (дроны, дельтаплан, высокая стремянка, глубокий подкоп и пр.). Типично они состоят из 2-х основных частей:

1) чувствительный элемент (ЧЭ), воспринимающий вибрации заграждения и преобразующий их в электрические сигналы;

2) блок электронный (БЭ), осуществляющий дискриминацию полезных сигналов, вызванных нарушителем, от помех, вызываемых фауной (животные), флорой (растительность), природно-климатическими (ветер, дождь и пр.) и индустриальными (работа механизмов, ЛЭП и пр.) факторами.

ВСО являются всепогодными, рассчитанными на широкий спектр погодных воздействий, имеют некоторые ограничения на физико-географические условия применения (например, крутые склоны гор), не требуют объемной зоны отчуждения вблизи СЗ.

Вследствие пассивного или квазипассивного принципа действия обеспечивается их радиомаскировка, а потребляемая электрическая мощность относительно мала (сотни мВт). Это в совокупности с высокой сигнализационной надежностью обусловливает наибольшее распространение именно ВСО на мировом и отечественном рынке ТСО [2–4]. Важнейшим фактором их конкурентоспособности является низкая погонная стоимость (в пересчете на 1 м блокируемого периметра), но без учета стоимости возведения самого заграждения.

Мировым лидером среди производителей ВСО являются США, где существует более десятка фирм-разработчиков данного класса специальной техники (Perimeter Products, Southwest Microwave, FiberSenSys и др.). К числу передовых можно отнести Великобританию (Geoquip, APS), Израиль (Magal, G-Max, Elbit) и другие страны (Италия, Канада). В России ВСО серийно выпускаются несколькими предприятиями; в целом по совокупности ТТХ отечественные изделия несколько уступают лучшим западным образцам (в основном, по технологическим причинам), конкурентоспособность обусловливается меньшей (в 2–3 раза) стоимостью и расширенным диапазоном условий применения [1,3].

Существует множество публикаций по тематике ВСО, из которых следует, что в нормализированных природно-климатических условиях, применительно к модели неподготовленного нарушителя, современные изделия функционируют надежно, обеспечивая, как правило, вероятность обнаружения нарушителя Р0 ≥ 0,95 и среднюю наработку на ложную тревогу Тл ≥ 720 час [3–9]. Тем не менее, в нормальных условиях СО, основанные на других физических принципах, также функционируют вполне удовлетворительно, создавая конкуренцию [6–8]. В то же время при неблагоприятных природно-климатических условиях происходит ухудшение основных ТТХ всех типов, иногда до полной потери работоспособности, например, для радиолучевых СО в случае глубокого снега, достигающего высоты установки приемо-передатчиков. Такие случаи сознательно мало освещаются в литературе, они не способствуют продажному имиджу изделий.

В меньшей степени, чем для большинства других типов, работа вибрационных СО зависит от неблагоприятных природно-климатических факторов, но все же зависит. В силу этого представляет интерес анализ функциональной эффективности ВСО в экстремальных условиях эксплуатации.

На рынке известно много ВСО, различающихся между собой [3,4]:

1) по физическим принципам образования сигнала в чувствительном элементе (преобразования вибраций заграждения в полезный электрический сигнал);

2) структурой построения средства;

3) способом формирования ЧЭ или СЗ.

Как показывает наш опыт и анализ известной информации, именно последнее обстоятельство во многом определяет работоспособность ВСО в неблагоприятных условиях. Это обусловило необходимость их классификации, представленной на рис.1, где они разделены на две группы (категории):

1) самостоятельно формирующие сигнализационное заграждение из контролируемых проволок (в т.ч. колючих), проводов (в т.ч. неизолированных);

2) ЧЭ которых устанавливается на существующее заграждение – сетчатое, решетчатое, из металлического профлиста, кирпичное, бетонное, деревянное и пр.

Факторы возможно разделить на 3 категории:

1. Природно-климатического происхождения:

1) сильный ветер;

2) пылевая, снежная буря (в совокупности со свежим или сильным ветром);

3) сильный дождь, ливень (интенсивность свыше 10 мм/час);

4) наледь, сосульки, налипание снега на СЗ;

5) высокий снежный покров (высотой 1–5 м);

6) высокие талые воды (подъем до 1 м и более);

7) близкие грозовые разряды (до 1,5 км) и громовые удары (электромагнитная и сейсмоакустическая помеха);

8) предельно низкие температуры (до минус 50–60 oС).

2. Воздействие фауны и флоры:

1) средние (весом 10–30 кг) и крупные животные, которые пытаются преодолеть СЗ вследствие естественных или сезонных миграций, поиска пищи (например, лисицы, собаки, волки, кабаны);

2) стаи птиц, садящиеся на заграждения и взлетающие с них;

3) ветки деревьев и больших кустов при контакте с заграждением (при ветре);

4) вьющиеся по СЗ растения.

3. Промышленного (антропогенного) воздействия – электромагнитного и сейсмо-акустического:

1) высоковольтные (10 кВ и более) подземные и наземные ЛЭП вблизи (1–10 м) заграждения или пересекающие его;

2) проезд электрифицированного транспорта (ЖД, авто) вблизи (1–10 м) СЗ;

3) проезд тяжелого транспорта (ЖД, авто) вблизи (1–10 м) СЗ, работа строительной техники;

4) включение/выключение мощных (до 5–10 Вт) КВ и УКВ-радиостанций вблизи заграждения.

Важнейшим фактором, который определяет помехоустойчивость ВСО и его параметр – среднюю наработку на ложную тревогу Тл – является ветер, действующий повсеместно и непрерывно. С усилением порывов ветра до сильного (по шкале Бофорта со скоростью до 14 м/с), переходящих в крепкий (скорость до 21 м/с) и далее в шторм (до 33 м/с), любое ВСО с повышающейся интенсивностью выдает ложные тревоги. Ураган со скоростью свыше 33 м/с, как правило, сметает само заграждение, поэтому говорить о помехоустойчивости СО уже не приходится.

Рисунок 1. Классификация вибрационных средств обнаружения нарушителей

В рис.1 не нашла отражение классификация ВСО в соответствии со структурой БЭ и соответствующим построением алгоритма обработки информации:

1) на основе жесткой логики с ПЗУ (микропроцессор, микроконтроллер), который адаптируется под конкретный вид заграждения посредством задания установок (чувствительность, счет, временное окно и пр.);

Их сравнительный анализ является самостоятельным исследованием и не вписывается в рамки настоящей статьи. В целом, второй тип построения алгоритма обработки информации в ВСО обладает потенциально более высокими возможностями, однако требует от персонала терпения, повышенной квалификации, а от канала регистрации сигналов – повышенной информативности, расширенной области регистрируемых частот. Первый, традиционный тип построения алгоритмов – более простой, дешевый и понятный для персонала.

Вибрационные СО, устанавливаемые на существующее заграждение

В целом ВСО 2-й группы можно разделить на три подгруппы по типу чувствительного элемента:

• кабельного (проводного) типа;

Вибрационные СО с кабельными ЧЭ, в свою очередь, классифицируются по полезному физическому эффекту, обеспечивающему вибропреобразование (рис.1). Их особенности отражены в литературе [2,4,6,8], можно выделить те, которым свойственна повышенная информативность полезных сигналов, и, соответственно, большая потенциальная сигнализационная надежность и конкурентоспособность:

1) оптоволоконные СО, обладающие максимальной электромагнитной помехоустойчивостью и расширенным диапазоном регистрируемых частот, а также возможностью указания места вторжения с точностью до 5 м (т.н. одномодовые рефлектометрические);

2) ВСО Intrepid (США) на основе коаксиального кабеля специальной конструкции, реализующего принцип проводной радиолокации, обеспечивающего указание места нарушения и реализацию оптимального гибкого порога, распределенного по длине СЗ в зависимости от его механической податливости.

Отдельного упоминания заслуживает ВСО с ЧЭ проводного типа, представляющего собой дифференциальную проводящую контур-петлю, механически связанную с заграждением, вибрации которого в магнитном поле Земли приводят к появлению индуцированных сигналов напряжения [14,15]. Соответствующие изделия получили название вибромагнитометрических СО; они являются универсальными (относятся к обеим классификационным группам по рис.1), способны блокировать как существующее заграждение (сеточное, деревянное, бетонное и пр.), так и создавать собственное СЗ из изолированных проводов.

Вибрационные СО, формирующие сигнализационное заграждение В ряду изделий 1-й группы особое место занимает современные ВСО типа DTR-2000, YAEL производства концерна MAGAL (куда входит, например, фирма Senstar-Stellar) [12]. Ряд параллельных (через 10 см) проволок под натяжением формируют сигнализационный забор высотой выше 2 м (рис.2). Вторжение нарушителя обусловливается низкочастотным изменением натяжения проволоки более чем на 150 Н (порог), что регистрируется специальными дифференциальными тензометрическими датчиками, установленными на опорах. Утверждается, что порывы ветра до 20 м/с не вызывают ложных тревог, а при ветре до 31 м/с обеспечивается устойчивая работоспособность. Средняя наработка на ложную тревогу DTR-2000 (YAEL) для стандартной длины участка защищаемого периметра 500 м составляет не менее 4300 часов, что является предельно высокой величиной для всех известных видов ВСО.

Пассивный характер образования сигнала обеспечивает высокую электромагнитную совместимость.

Такое СО подвержено действию импульсных электромагнитных помех (например, от грозы) и обладает невысокой электромагнитной совместимостью. Кусты и трава, касающиеся СЗ, после дождя могут являться источниками ложных тревог, как и влажный снег, и талые воды, достигающие нижних проволок.

Работа индуктивных СО основана на регистрации изменений коэффициента взаимоиндукции между двумя проводными контурами, формирующими СЗ, происходящих под действием нарушителя [10,13]. Средство обнаружения является активным, в чувствительные проводные контуры закачивается НЧ-ток. Электрический характер образования сигнала обусловливает относительно невысокую помехоустойчивость, в том числе к мокрому снегу, талым водам, высокой траве и вьющимся растениям (при дожде), при уменьшении сопротивления утечки ниже единиц кОм. Помехоустойчивость к промышленным источникам электромагнитных помех (ЛЭП, электрифицированный транспорт и пр.), к грозовым разрядам также невысока. Изделие требует наличия хорошего очага заземления, что на сухих грунтах представляет инженерную проблему.

К основным преимуществам можно отнести пассивный характер образования сигнала, нечувствительность вибромагнитометрических СО к климатическим факторам, работоспособность в глубоком снегу и воде (вплоть до полного покрытия СЗ), при отсутствии технического обслуживания. Последнее обстоятельство в России зачастую имеет решающее значение.

Сравнительный анализ различных типов ВСО

Таблица 1. Сравнительная сигнализационная надежность вибрационных средств обнаружения, устанавливаемых на существующие заграждения

Таблица 2. Сравнительная сигнализационная надежность вибрационных средств обнаружения, формирующих сигнализационные заграждения

1) сильного, крепкого, штормового ветра (существенно меньше парусность заграждения), сильного дождя, пылевой и снежной бури;

Из ВСО, формирующих собственное СЗ, по совокупности характеристик выделяются два типа: 1) taut-wire; 2) вибромагнитометрические. Первые имеют очень высокую электромагнитную совместимость и вообще предельную помехоустойчивость к крепкому и штормовому ветру. Производитель (концерн Magal, Израиль-США) отмечает это преимущество, гарантируя для стандартного участка периметра протяженностью 500 м среднюю наработку на ложное срабатывание в полгода. Однако диапазон рабочих температур ограничен (не ниже -40 oС), средство неработоспособно в глубоком снегу, при наледи на опорах, в условиях талых вод, достигающих нижних тензометрических датчиков и пр.

Вибромагнитометрические средства обнаружения

Для ВМСО характерны:

1) высокая ветровая помехоустойчивость;

Единственным значимым недостатком ВМСО является невысокая электромагнитная совместимость (обусловленная физическим принципом образования сигнала), что ограничивает применение в непосредственной близости и под высоковольтными ЛЭП.

В этих случаях применяют комплексирование с изделиями, основанными на других физических принципах обнаружения, например, радиолучевом.

Заключение

ВСО, которые формируют собственное сигнализационное заграждение малой парусности.

Наибольшей помехоустойчивостью к ветру обладают ВСО типа taut-wire (тугие проволоки, натяжение которых контролируется), которые, однако, в условиях снежных заносов России неработоспособны.

Высокой помехоустойчивостью в жестких условиях эксплуатации обладают также отечественные ВМСО, которые демонстрируют высокую ветровую помехоустойчивость, работоспособность в глубоком снегу и талой воде и могут с успехом работать в зимних условиях.

Литература

1. Звежинский С.С. Проблема выбора периметровых средств обнаружения // БДИ. - 2002. - № 4. - С. 36-41; № 5. - С. 35-40.

2. Report TCRP-86-4: Intrusion detection for public transportation facilities handbook. Transit Cooperative Research Program. Washington.- November 2003.- 172 p.

3. Звежинский С.С. Технические особенности построения периметровых вибрационных средств обнаружения // БДИ. - 2004. - № 4. - С. 64-68; № 5. - С. 62-67.

5. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: Основы теории и принципы построения. – М.: Горячая линия – Телеком, 2017. – 493 с.

6. Введенский Б.С. Оборудование для охраны периметров. М.: Мир безопасности, 2002. -112 с.

7. Шанаев Г.Ф., Леус А.В. Системы охраны периметра. – М.: Security Focus, 2011. – 280 с.

8. Рыкунов В.Д. Охранные системы и технические средства физической защиты. – М.: Security Focus, 2011. – 288 с.

9. Груба И.И. Системы охранной сигнализации: Технические средства обнаружения. – М.: Солон-Пресс, 2012. – 220 с.

10. Звежинский С.С., Иванов В.А. Классификации и информационно-измерительные модели средств обнаружения // Специальная техника. - 2007. - № 6. - С. 26-33.

11. Звежинский С.С., Иванов В.А., Гомонов А.Н. Средства обнаружения для территориально распределенных систем охраны // БДИ. - 2006. - № 3. - С.54-57.

14. Звежинский С.С., Миткевич В.С., Пигарев В.И. Магнитометрическое устройство для охранной сигнализации: Патент РФ на изобретение № 2075905. - БИ № 8 от 20.03.1997.

Рис.5 Пример построения вибрационного средство обнаружения

Рис.6 ВСО с двумя ЧЭ одного плеча.

Рис.9 Чувствительный элемент в системах ЛВВ Рис. 8 Установка системы ЛВВ

Сейсмо-акустические системы воспринимают шаги человека, которые вызывают микро-колебания грунта. В качестве чувствительного элемента используются геофонные датчики, соединенные в косу и размещенные в грунте на глубине 0,2-0,3 метра (Рис.10). После подсчета шагов и обработки сигналов происходит срабатывание системы о нарушении. (Система “Годограф-СМ”, “Вереск”)

Рис.10 Пример установки системы сейсмо-акустической системы.

Магнитометрические системы используют в качестве чувствительного элемента многожильный кабель, размещенный в грунте на глубине 0,15-0,2 метра. Провода внутри кабеля соединены последовательно, образуя распределенную катушку индуктивности.

Электронный блок выдает сигнал тревоги при изменении индуктивности, которая может быть вызвана человеком, имеющем при себе металлические предметы, такие как акваланг или оружие.

Гидроакустические системы предназначено для организации подводных рубежей охраны (Рис.12).

Работают по принципу эхолота. Антенна улавливает изменения зондирующего сигнала, в следствии чего выдает сигнал тревоги на пульт охраны. (Примером такой системы является система “УПО-09Ф”)

Рис.12 Пример построения гидроакустической системы обнаружения “УПО-09Ф”

Морской порт является сложной для построения периметровой системы охраны территорией, по причине своего месторасположения и функциям которые он выполняет. Поэтому для эффективной охраны необходимо использовать разнообразные системы работающие на различных физических принципах. Благо отечественных систем для решения этой задачи хватает.

Публикации журнала "Специальная Техника" №6 2000г.

Введенский Б.С. Современные системы охраны периметров.//Публикации журнала "Специальная Техника" №3 1999 год.

Иванов И.В. Охрана периметров-2, г.Москва 2000г.

Руководство по эксплуатации Газон-2 БЖАК.425142.024 РЭ

Каримов С.Н. Проблемы эксплуатации водного транспорта и подготовки кадров на юге россии ч.1 2008г.//Периметровые средства охраны, как часть системы безопасности морского порта.

Охранная сигнализация

Системы охранной сигнализации (СОС) в том или ином виде используются сегодня практически на всех объектах. Это связано с тем, что использование электроники, в конечном счете, выгоднее, чем использованием охранников и позволяет исключить человеческий фактор.

Современный уровень индустрии безопасности, имеющийся отечественный и зарубежный опыт при его правильном использовании действительно могут поднять степень защиты любого объекта на существенно более высокий уровень.

Системы охраны смогут своевременно информировать вас о проникновении посторонних лиц на территорию, находящуюся под охраной и активировать предупредительные устройства (сирена, строб-вспышка, голосовое предупреждение), и/или оповестить хозяина/ответственное лицо (GSM, Internet) и пункт централизованного наблюдения (мониторинговые компании, вневедомственная охрана МВД РФ, пульт централизованного наблюдения собственного охранного подразделения).

Содержание большого количество охранников, патрулирующих территорию (или спящих) вполне можно заменить группой быстрого реагирования, которая выдвинется к месту срабатывания охранной сигнализации.

Системы охранной сигнализации включают:

· средства обнаружения или охранные извещатели (датчики);

· средства сбора и обработки информации (блоки индикации, автоматизированные рабочие места, пульты и приборы);

· исполнительные устройства (сирены, световые оповещатели, реле);

· линии связи или средства передачи сигналов в воздушной среде (кабельные линии, GSM каналы, радиоканал, Ethernet);

В системах охранной сигнализации используются извещатели (датчики) следующих типов:

· пассивные оптико-электронные - инфракрасные датчики движения;

· звуковые (акустические) - датчики разбития стекла;

· активные оптико-электронные - инфракрасные датчики движения и присутствия;

Системы видеонаблюдения

Из всех имеющихся на сегодняшний день технических средств охраны только системы телевизионного наблюдения (СТН) могут немедленно показать происходящее в данный момент события на охраняемом объекте.

Правильно спроектированная система телевизионного наблюдения позволяет в реальном масштабе времени оценить обстановку в контролируемых зонах, снизить время реакции на нештатную ситуацию и обеспечить принятие наиболее целесообразных мер защиты и противодействия возникшим обстоятельствам.

Можно выделить следующие основные задачи, решаемые с помощью систем телевизионного наблюдения:

· общее наблюдение за обстановкой на охраняемом объекте;

· обнаружение людей, транспорта, животных, предметов и прочее, появившихся в поле зрения телекамер;

· идентификация обнаруженных образов.

На рынке готовы решения как на традиционном аналоговом оборудовании, так и решения с применением IP-технологий – IP-видеонаблюдение.

IP-видеонаблюдение – это новое перспективное направление развития рынка безопасности. IP-камера оставляет возможности для формирования открытой архитектурной схемы, при которой можно просматривать изображение с камеры в реальном времени и управлять через web-браузер ПК удаленно. Оцифрованный видеосигнал передается в любую точку мира посредством проводной или беспроводной IP сети, позволяя производить видеонаблюдение и запись отовсюду, где есть доступ в сеть. Кабельная сеть IP-камер проста, так как по одному стандартному кабелю может передаваться изображение с сотен камер одновременно, что позволяет резко сократить количество коммуникаций. Все это позволяет использовать меньше кабеля, средств, увеличить функциональные возможности системы охранного телевидения и расширить возможности интеграции.

Цифровое IP видеонаблюдение позволяет контролировать и сохранять видеоизображения посредством IP сети (LAN/WAN/Internet). В отличие от аналоговых систем, для передачи информации цифровые системы видеонаблюдения используют сеть, а не выделенные кабели, соединенные по схеме точка-точка.

Преимущества системы IP-видеонаблюдения:

Значительная экономия финансовых средств на кабельной инфраструктуре при большом количестве камер;

Сравнительная характеристика стоимости и монтажа аналогового и цифрового телевидения на 16 камер (14 стационарные из них 2 уличные и 2 скоростные поворотные видеокамеры);

Экономия денежных средств на кабельной инфраструктуре при небольшом количестве камер и развернутой вычислительной сети Ethernet;

Эффективность хранения. Благодаря технологии видеозаписи обеспечивается значительно более долгий срок хранения видеоизображений;

Высокое качество изображения. Гарантированная сохранность видеоизображений в оригинальном виде, не меняющаяся со временем, без потерь, разрывов и износа.

Отсутствие затрат на сопровождение. Система функционирует автономно, без затрат на сопровождение.

Безопасность. Надежная безопасная система хранения и передачи изображений на нескольких носителях информации - жестких дисках компьютера.

Интеграция. Интеграция со многими (в том числе аналоговыми) существующими системами.

Пожарная сигнализация

Пожар имеет социальную опасность, приносит моральный и материальный ущерб, поэтому одно из важнейших задач государства и владельцев собственности является обеспечение пожарной безопасности.

Система пожарной сигнализации — совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения факторов пожара, формирования, сбора, обработки, регистрации и передачи в заданном виде сигналов о пожаре, режимах работы системы, другой информации и, при необходимости, выдачи сигналов на управление техническими средствами противопожарной защиты, технологическим, электротехническим и другим оборудованием.

Пожарная сигнализация обычно включает следующие компоненты:

Автоматизированное рабочее место АРМ. АРМ пожарной сигнализации обычно представляет собой компьютер, на котором установлено специализированное программное обеспечение для охранно-пожарной сигнализации. С компьютера осуществляется контроль над работой системы, а также управление системой и установка настроек пожарной сигнализации;

Средства сбора и обработки информации ССОИ. Это специальное оборудование для сбора и обработки информации в пожарной сигнализации;

Сенсорные устройства. Сенсорными устройствами называют датчики и извещатели охранно-пожарной сигнализации. Датчики и извещатели существуют нескольких видов, но главная функция любого – обнаружение признаков опасности и передача тревожного сигнала контрольной панели через приемно-контрольные приборы;

Исполнительные устройства. Это могут быть компоненты автоматического пожаротушения или управляемые элементы других систем;

Устройства оповещение - громкоговорители, сирены, системы трансляции. Задача устройств оповещения - подача сигнала тревоги.

Пожарный извещатель — устройство для формирования сигнала о пожаре. Использование термина "датчик" является условным, т.к. датчик - это часть извещателя. Несмотря на это, термин "датчик" используется во многих отраслевых нормах, в значении "извещатель".

Условное обозначение пожарных извещателей должно состоять из следующих элементов: ИП Х1Х2Х3-Х4-Х5.

9 — при контроле других признаков пожара.

Элемент Х2Х3 обозначает принцип действия ИП; вместо Х2Х3 приводят одно из следующих цифровых обозначений:

01 – с использованием зависимости электрического сопротивления элементов от температуры;

02 – с использованием термо-ЭДС;

03 – с использованием линейного расширения;

04 – с использованием плавких или сгораемых вставок;

05 – с использованием зависимости магнитной индукции от температуры;

06 – с использованием эффекта Холла;

07 – с использованием объемного расширения (жидкости, газа);

08 – с использованием сегнетоэлектриков;

09 – с использованием зависимости модуля упругости от температуры;

10 – с использованием резонансно-аккустических методов контроля температуры;

32 – с использованием материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры;

35 – при использовании других принципов действия.

Элемент Х4 обозначает порядковый номер разработки пожарного извещателя данного типа.