Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Технические средства охраны периметров объектов

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Технические средства охраны периметров объектов

Современное состояние и пути развития
Часть 1

С.С. Звежинский
Ведущий научный сотрудник ФГУП "Дедал"

Станислав Сигизмундович Звежинский - один из ведущих российских специалистов в области исследований и разработок систем для охраны периметров. В1980 г. С.С. Звежинский закончил Московский инженерно-физический институт и с этого времени работает в г. Дубна Московской области, сначала во ВНИИ физических приборов, а затем в ФГУП "Дедал". Он является признанным экспертом в области моделирования процессов обнаружения, а также разработки и оптимизации преобразователей физических величин.

Научные интересы Станислава Сигизмундовича традиционно связаны с магнитометрическими, вибрационными и сейсмическими устройствами обнаружения для систем охраны. С.С. Звежинский - доктор технических наук, профессор Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ); автор более 100 научных публикаций, в том числе 10 патентов и авторских свидетельств.

Отечественный рыноктехнических средств охраны (ТСО) по сравнению с зарубежным развивается опережающими темпами. Это связано преимущественно с увеличением объемов продаж оборудования и услуг, а не с появлением принципиально новой техники или технологий. Исключение, возможно, составляют системы охранного теленаблюдения (ОТН), включая видеодетектирование. Здесьощутимый прогресс объясняется не столько разработкой первичного информационного оборудования, в том числе тепловизионного (где мы отстали навсегда), сколько появлением новых алгоритмов обработки видеоинформации, базируемых на основе современной импортной вычислительной техники. Новый импульс в развитии ОТН придали сетевые и радиотехнологии (например, Wi-Fi), а также IP-камеры. Системы охранной сигнализации, или точнее системы охраны периметра (как более наукоемкая их часть), по сравнению с ОТН, очевидно, испытывают определенный "застой". Главным образом это связано с тем, что за последние 15-20 лет в мире новых физических принципов и даже методов обнаружения не предложено. В абсолютном большинстве так называемые "новые" средства обнаружения (СО) - это хорошо забытые "старые", реализованные на более современной элементной базе и технологиях. К тому же разработка принципиально новых СО требует больших стоимостных и временных затрат (в частности, на проведение всевозможных испытаний). К примеру, первая публикация о новом изделии Intrepid (Southwest Microwave, США) появилась в 1994 г. (одновременно с патентом), а реальное изделие на рынке -только через 8 лет.

В настоящее время разработка средств обнаружения является процессом преимущественно творческим и эвристическим, единой методологии до сих пор не выработано. СО состоит из двух основных частей - чувствительного элемента (ЧЭ), или преобразователя физической величины в электрический сигнал, и блока электронного (БЭ), который воспринимает, усиливает и обрабатывает эти сигналы в соответствии с заданным алгоритмом. БЭ строится либо на микропроцессоре, либо на ЭВМ - время "жесткой логики" уже прошло. Традиционная система охраны представляет собой по сути бинарное (да/нет) устройство распознавания образов нарушителя, то есть полезных сигналов на фоне многочисленных шумов, которые могут являться причиной ложных тревог.

В простейшем СО имеется один канал обнаружения, его информативность минимальна. С увеличением количества каналов информативность повышается, в том числе за счет возможных межканальных связей. Она тем больше, чем менее зависимую информацию регистрируют каналы. Например, если ЧЭ в простейшем СО регистрирует одну компоненту векторного поля (от предполагаемого нарушителя), то регистрация двух независимых компонент существенно повышает информативность обнаружения, а значит, и параметры СО.

Старые принципы и новые решения

Информативность большинства периметровых СО, несмотря на технологический скачок в развитии элементной базы и рост производительности микропроцессоров, остается на уровне 1980-х гг., новых идей обнаружения за последние 20 лет не выдвинуто, что подтверждают ежегодные конференции по охранным технологиям типа ICCST (International Carnahan Conference on Security Technology). Тем не менее в области охраны периметров за это время за рубежом предложено несколько "революционных" технических решений, которые обеспечили качественное повышение уровня сигнализационной надежности (у нас таких решений, к сожалению, нет). Это легко проиллюстрировать на примерах создания систем с возможностью локализации точки вторжения в пределах зоны обнаружения (30).

Вибрационный принцип + радиотехническая локация

Рассмотрим СО Intrepid с сенсорным кабелем Mic-roPoint (фото 1). Система совмещает в себе вибрационный принцип обнаружения (с чувствительным элементом коаксиальной конструкции) и радиотехническую локацию места вторжения, обусловленную измерением времени распространения наносекундного импульса в двухпроводной линии. Новое качество - это не только определение места нарушения (с точностью до 3 м), но, главным образом, и реализация так называемого "распределенного порога" вдоль сеточного сигнализационного заграждения. Ведь реально ограда не обладает одинаковой (подлине) механической гибкостью, а следовательно, ответные сигналы на вторжение нарушителя или на действие распределенных помех (например, ветра) различаются значительно, что приводит кобразованию "холодных" и "горячих" точек. Выявление таковых при "тренинге" позволяет достичь оптимальной настройки порога обнаружения, а при функционировании СО - выявить места ослабления конструкции (или незакрепленные узлы и элементы) и нежелательных "контактеров" (таких, как ветви и корни деревьев и кустов или животные, роющие норы), которые обусловливают избыточный поток ложных тревог. Дополнительным преимуществом изделия является передача питания и информации по тому же чувствительному кабелю.

Одномодовые оптоволоконные сенсоры

Многие современные системы с одномодовыми оптоволоконными сенсорами (Compudyne, США; FFT, Австралия; ECSI Int., США и др.) основаны на интерферометрическом измерении изменения параметров распространения ИК-излучения в двух "плечах" оптоволоконного кабеля - рабочем (чувствительном) и опорном. Они позволяют не только обеспечить сверхбольшую длину зоны обнаружения нарушителей (анонсируется от 6 до 80 км - FFT Secure Fence), спровоцировавших появление сейсмических сигналов или вибрации заграждения, но и определить с точностью до 20-25 м место вторжения. При этом оптоволоконный кабель, обладая высокой электромагнитной совместимостью, может быть установлен в местах повышенного фона радиоизлучений (РЛС, АЭС, ГЭС и прочих объектов), расширяя область применения вибрационных и сейсмических средств обнаружения. Многомодовые СО, впервые предложенные в начале 1980-х гг. в США, ввиду сильного затухания излучения в кабеле и менее чувствительных способов регистрации вибраций, обеспечивают длину зоны обнаружения от 0,5 до 5 км без функции определения места нарушения, и поэтому такие СО менее "революционны".

Недостатки новаций

Интересно, что для обеих описанных выше новаций свойственны значительные недостатки. Для первого - это низкая ремонтопригодность, уступающая аналогам - электромагнитному микрофонному кабелю системы Дефенсор (Geoquip, Великобритания), а также электретным коаксиальным кабелям, используемым в системах FPS-3 (Perimeter Products, США), Intelli-FLEX (Senstar-Stellar, Канада), FlexiGuard (Advanced Perimeter Systems, Великобритания). Недостаточная чувствительность не позволяет использовать изделие Intrepid на массивных, "малоподвижных" металлических и неметаллических заграждениях - свои лучшие качества система проявляет на более гибких плетеных сеточных заборах. Для систем с протяженными волоконно-оптическими сенсорами проблемы могут быть связаны даже из-за одной аварии (акции), в результате которой возможно отключение 80-километрового периметра важного объекта (например, государственной границы), а также возникновение весьма больших (если не сказать, почти непреодолимых в России) технологических и организационных трудностей при ремонте одномодового оптоволокна в полевых условиях. Дополнительным недостатком одномо-довых оптоволоконных СО является их пониженная чувствительность. Чтобы как-то повысить уровень полезных сигналов, прибегают к конструкционным ухищрениям вроде укладки чувствительного элемента зигзагом, а также на витую сетку или на пластиковый мат в грунт.

Методы локализации вторжения

Отметим, что ведущие западные компании активно разрабатывают методы локализации вторжения также и для подземных систем, работающих на коаксиальных чувствительных элементах типа "линия вытекающей волны". Новейшее радиоволновое СО OmniTrax фирмы Senstar-Stellar (входит в корпорацию Magal) использует импульсную накачку, что позволяет программно задавать адаптивный порог срабатывания и определять место нарушения сточностью до 1 м. Если вибрационно-чувствительная система срабатывает при непосредственном контакте человека с оградой и достаточно легко преодолевается подготовленным нарушителем, то объемную зону системы OmniTrax обойти значительно сложнее. Здесь информативность обнаружения повышена путем определения новых признаков сигналов и применения математических моделей сигналообразования; при этом достигнуто увеличение предельной длины 30 до 800 м.

В аналогичной по назначению подземной радиоволновой системе MicroTrack фирмы Southwest Microwave (фото 2) для локализации вторжения с точностью не хуже 3 м используется метод многочастотного зондирования. При этом поддерживается функция адаптивной калибровки чувствительности в пределах зоны, учитывающая неоднородность грунта, наличие пересекающих зону дорогит.п.

Законы физики и технические пределы

Очевидно, что инновации, повышающие качество новых охранных систем, делают их существенно дороже и требуют более квалифицированного технического обслуживания. Однако, как показывают опубликованные данные, "плюсы" перевешивают минусы. Интересно только, почему, ведь достижение максимальной чувствительности (об-наружительной способности) не является главной целью последних инноваций в области ТСО Хотя интуитивно понятно, что физические принципы обнаружения за последние 50 лет не изменились, а следовательно, не изменились и ограничения, обусловленные естественной природой полезных сигналов, шумов и окружающих помех. К примеру, американская компания L-3 Com. East (тогда Sandia Lab.), начав в 1964 г. в связи с войной во Вьетнаме разрабатывать точечное сейсмическое СО для разведывательно-сигнализационного комплекса REMBASS (тогда он назывался по-другому), через 40 лет непрерывной модернизации сообщает, что у СО радиус устойчивого обнаружения нарушителя увеличился лишь приблизительно вдвое (до 75 м). А по магнитометрическому средству обнаружения он вообще не вырос, - вот ужас, сказали бы некоторые в России!

Но системе REMBASS-II (а также системам Classic -2000, STI-103 фирмы Safeguard и другой качественной зарубежной технике) веришь, потому что за этим стоят не только 4 законченные версии комплекса с тысячами боевых применений, но и законы физики. А вот отечественным новоявленным производителям, у которых радиус обнару-женияс2001 г. (до этого они занимались другими делами) возрастает каждый год и достигает уже где-то 1 50 м, верить не хочется. Как не хочется верить и другому отечественному производителю вибрационных СО, который на форуме систем безопасности утверждал, что его техника вообще не выдает ложных тревог, а минимально регистрируемый системой электрический заряд составляет половину заряда электрона! Дело здесь не в глупости, а в "тонкой российской" маркетинговой политике, которая, ксожалению, имеет основание-отечественный рынокТСОеще не стал цивилизованным.

К тому же в РФ отсутствуют реально независимые центры сертификации оборудования (например, в США - это Sandia Lab., в Европе - Центр НАТО при Военно-техническом институте электроники в Праге), а кроме того, есть и объективные трудности с верификацией основных тактических характеристик СО.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2008
Посещений: 15316

  Автор

Звежинский С.С.

Звежинский С.С.

Ведущий научный сотрудник ФГУП "Дедал"

Всего статей:  1

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций