Быстроразвертываемые охранные системыЛарин Александр Иванович, кандидат технических наук БЫСТРОРАЗВЕРТЫВАЕМЫЕ ОХРАННЫЕ СИСТЕМЫ Источник: журнал "Специальная Техника" Представленный обзор не в коей мере не претендует на полный охват мирового рынка быстроразвертываемых систем, однако, надеюсь, что данный материал поможет определить тенденции развития этого класса охранной техники как на отечественном рынке, так и за рубежом. Существенными отличиями быстроразвертываемых охранных систем, как класса, от традиционных систем охраны периметров объектов являются:
Эти отличия определяют, что быстроразвертываемые системы предназначены для предупреждения о приближении нарушителя к объекту или о нахождении его в некотором контролируемом районе. Поэтому такие системы возможно применять как самостоятельно, так и совместно с традиционными системами охраны периметров. Наибольшее развитие этот класс охранной техники получил в США и ряде стран Европы, где в течение нескольких десятков лет реализуются государственные программы создания подобных средств. Так, например, государственная программа MPASS (США) предусматривает сопровождение программ RFPI и TRSS, в рамках которых применяется комплект необслуживаемых наземных датчиков ANGSQ-257, содержащий сейсмические, магнитные и ИК-детекторы. По программе MPASS также разрабатывается техника объединения данных от распределенных датчиков и их коллективного использования абонентами сети. Датчики будут интегрироваться в сеть Sensor Array Management, предназначенную для решения следующих задач: согласования датчиков, объединения их данных, передачи данных и визуальной оценки обстановки. Первоначально задуманные как техника для силовых государственных структур, быстроразвертываемые системы в настоящее время имеют возрастающий коммерческий успех. На конец 1999 года такие системы продавались более чем в 50 странах мира. 1. Анализ состава зарубежных комплексов быстроразвертываемых средств обнаружения. Тактическая автоматизированная система безопасности TASS (Tactical Automated Security System) принята Центром электронных систем ESC США (Eleсtronic System Center) в 1995 г. В состав системы TASS входят:
Фирма TRW System Integration Group (США) поставила ВВС США 12 систем TASS (стоимостью 47 млн. долл.) для развертывания на Среднем Востоке. По результатам полевых испытаний система TASS была оценена как повышающая эффективность защиты личного состава в 16 раз. Фирма заключила контракты на продолжение работ на 5 лет с 1997 г. на сумму 495 млн. долларов. В TASS входит: миниатюрная система обнаружения MIDS (Mini Intrusion Defection System) или улучшенная система EMIDS (Enhanced MIDS). Разработчик – фирма Qual-Tron (США), изготовившая сотни тысяч необслуживаемых наземных датчиков UGS. Система EMIDS имеет такие же форму, компоновку и функциональные возможности, как и MIDS, но в отличие от последней содержит синтезатор частот, позволяющий вести связь в предпочтительных частотных диапазонах в любой части земного шара (выпуск составляет сотни тысяч, используются более чем в 50 странах). Масса полного комплекта EMIDS – 5,5 кг. В нее входят: сейсмические, магнитные, инфракрасные активные и пассивные датчики, а также ловушки в виде натянутых проволок. Сигналы датчиков после аналого-цифрового преобразования и кодирования поступают в передатчик диапазона 138...153 МГц с выходной мощностью 1 Вт. Система EMIDS имеет выход через персональный компьютер на интерфейс с другими каналами связи – телефонными и спутниковыми (позволяют принимать сигналы во всех точках земли). Система может взаимодействовать с другими существующими системами CLASSIC или REMBASS/IREMBASS. Фирма-разработчик утверждает, что ее система в 10 раз дешевле известных аналогов при тех же функциональных возможностях, за исключением классификации нарушителей, однако обученный оператор может различать колесные и гусеничные транспортные средства путем сравнения их сигнатур, измеренных датчиками разных типов. В состав систем MIDS/EMIDS могут входить следующие датчики:
Портативная система датчиков Man-Portable Networked Sensor System. Центральная станция управления этой системы с персональным компьютером типа Laptop управляет переносными комплектами датчиков (до 3). Комплекты могут устанавливаться на легком грузовом автомобиле или беспилотном летательном аппарате. В типовой комплект датчиков системы входят:
Входящие в комплект элементы включаются в радиосеть с автоматическими ретрансляторами. Предусмотрены входы для сигналов внешних датчиков типа IREMBASS или TRSS (Tactical Remote Sensor System). Система IREMBASS (Improved Remotely Monitored Battlefield Sensor System) разработки фирмы L-3 COM (США) состоит из датчиков (ИК-пассивные, магнитные, сейсмические, акустические), как и в предшествовавшей системе REMBASS, но она более компактна и имеет меньшую массу. В ее состав включены монитор/программатор AN/PSQ-7 и легкий радиотранслятор с номинальной дальностью действия 15 км. Система датчиков скрытого локального наблюдения и классификации нарушителей CLASSIC (Covert Local Area Sensor System for Intruder Classification). Изготовитель - подразделение Racal Radio Ltd. известного концерна Racal (Великобритания). Поставки системы осуществляются в 36 стран, начиная с 1982 г. В 1997 г. фирма выпустила модернизированную систему CLASSIC 2000, которая анонсирована как “система наземных датчиков для дистанционного контроля местности, наблюдения за объектами, охраны периметра и мониторинга маршрутов”. Прогрессивное модульное исполнение системы, передовые технические решения наиболее важных проблем этого класса охранной техники – минимизация массогабаритных характеристик и обеспечение автономных модулей электропитанием, безусловный коммерческий успех, все это требует более подробного рассказа об остановки на особенностях построения системы. Оборудование системы предназначено главным образом для использования армией, военизированными подразделениями, милицией и спецслужбами. Систему CLASSIC 2000 отличают быстрота развертывания, простота интерфейса пользователя, большая информативность. Система совместима со всеми ранее выпущенными датчиками, но ее основные элементы сделаны программируемыми, что позволило уменьшить их размеры, массу и стоимость. Основными элементами системы являются: монитор RA4310 (фото 1), ретранслятор RTA4311, многофункциональный датчик TA4312, магнитный датчик со встроенным преобразователем TA4314.
Фото 1. Монитор RA4310 системы CLASSIC 2000 Для увеличения гибкости системы в целом все датчики, реле и мониторы программируются при помощи программного обеспечения Classic 2000. Программы работают в среде WindowsO на IBM-совместимых ПК. Датчики и ретрансляторы могут быть запрограммированы напрямую с ПК. Программное обеспечение позволяет совершенствовать алгоритмы обработки сигналов. Каждый монитор системы размерами 9,5х16,6х6,3 см и массой 1 кг может принимать входные сигналы с 99 датчиков в диапазоне 148…155 МГц и программируемом выборе каналов. Ввод сигналов осуществляется или непосредственно, или через 3 ретранслятора. Монитор RA4310 осуществляет хранение баз данных в энергонезависимой памяти, а последовательный интерфейс позволяет передавать данные о вторжениях для обработки программным обеспечением с применением карты местности и различными программами обработки данных. База данных о датчиках и ретрансляторах загружается с IBM-совместимого ПК при помощи программного обеспечения Classic 2000 и содержит следующую информацию: тип оборудования (ретранслятор, датчик и т.д.), доверительный интервал (от 1 до 24 часов), номер канала, частота передачи. Монитор используется не только для передачи информации оператору, но также для передачи программной информации на датчики и ретрансляторы. Основным источником информации в системе является многофункциональный датчик TA4312, который может работать со следующими типами преобразователей:
Фото 2. Геофон MA4320
Фото 3. Пьезоэлектрический кабель 455912
Фото 4. Детекторы ИК-излучения MA4323 Датчик TA4312 автоматически определяет тип преобразователя при подключении и имеет все алгоритмы, необходимые для распознавания природы сейсмических сигналов (от геофона или пьезоэлектрического кабеля): люди или транспортные средства, гусеничные или колесные, а также азимут цели. Датчик имеет габариты 12х12х5.2 см и вес 0,85 кг с батареями (8 “АА” батареек в блоке MA4330) и малозаметной штыревой антенной. Фирма Racal Radio Ltd. предлагает также специальный модуль магнитных датчиков со встроенным преобразователем. Кроме того, в системе CLASSIC 2000 могут применяться другие датчики: уровней воды и радиации, а также различные химические датчики. Особенности работы преобразователей. Сигналы, генерируемые геофоном MA4320, обеспечивают распознавание и классификацию вторжения людей и транспорта. На работу геофона значительно влияет тип почвы, на которой он расположен. Разница в дальности обнаружения для влажной утрамбованной и сухой рыхлой почв может составлять до 100 м. Многофункциональный датчик позволяет оператору настроить сейсмическую чувствительность несколькими установками, а алгоритм имеет адаптивный порог для снижения уровня ложных тревог, вызываемых, например колебаниями почвы во время дождя. Функции пьезоэлектрического кабеля 455912 аналогичны функциям геофона, однако обнаружение производится по всей длине кабеля (455912 – распределенный датчик, а MA4320 – сосредоточенный). Кабельный преобразователь поставляется длиной от 25 до 1000 м и обеспечивает диапазон обнаружения до 50 м в благоприятных условиях. Пассивные датчики инфракрасного излучения системы CLASSIC 2000 MA4321-4323 представляют собой сложные пирометры с двойным лучем и высокоточной оптикой. Их сигналы обрабатываются при помощи алгоритмов, адаптированных к типу почвы, и используют совместную обработку данных для определения корреляции между двумя зонами наблюдения, при этом возможно определение направления вторжения. Все типы ИК-датчиков взаимозаменяемы, т.к. используют один и тот же интерфейсный кабель. Однолучевая лазерная система обнаружения Unibeam представляет собой переносной лазерный барьер, предназначенный для охраны локальных объектов и установки на контрольных пунктах, изготовитель – фирма Blomme Automation (Франция). Unibeam состоит из передающего и приемного устройств и щелочной батареи электропитания напряжением 9В. Все компоненты системы герметизированы в корпусах из алюминиевого сплава с анодированным покрытием черного цвета и имеют универсальные устройства для крепления. В качестве передатчика используется лазерный GaAs-диод с инфракрасным фильтром, а приемником служит кремниевый Pin-диод также с инфракрасным фильтром. Передающее и приемное устройства могут быть разнесены на расстояние до 100 м. Продолжительность непрерывной работы составляет 10...15 ч, от батареи сухих литиевых элементов – 20...50 ч. Габаритные размеры каждого компонента 104х56х23 мм, масса 160 г. Автономная быстроразвертываемая портативная пассивная ИК-система фирмы RDS (Великобритания) снабжена аккумуляторной батареей напряжением 12 В, функционирует в течение 500 часов. Зона обнаружения составляет 40х10 м (модель 5000) и 20х20 м (модель 2000). В пределах зоны система реагирует на движение и изменение температуры, интерпретируемое как вторжение человека. Передаваемый системой первый сигнал сообщает координаты места нарушения, а второй – информирует о попытке вторжения или повреждения системы. Анализ состава отечественных быстроразвертываемых средств охраны По признаку сокращенного времени на установку (до 1,5 часа), к быстроразвертываемым охранным системам можно отнести следующие отечественные средства:
Радиолучевые быстроразвертываемые системы охраны Наиболее известна серийно выпускаемая быстроразвертываемая радиолучевая сигнализационная система “Витим”, которая предназначена для охраны локальных участков, мест временного расположения людей или автотранспорта, узлов связи, вертолетных площадок, пунктов управления с передачей информации по радиоканалу о факте и месте нарушения охраняемого рубежа. Система может применяться для оперативной или стационарной организации охраны объектов или для защиты поврежденных участков стационарных систем охраны периметров.
Фото 5. Внешний вид приемо-передатчика Система Витим состоит из ряда приёмопередающих устройств, расположенных на специальных переносных стойках (фото 5), блока обработки и передачи информации и выносного блока индикации (фото 6), на котором отображаются сигналы о нарушении контролируемого участка с указанием места нарушения и сигналы неисправности аппаратуры. Сигналы транслируются на выносной блок индикации по радиоканалу или по проводной линии связи на расстояние до 15 или до 3 км соответственно. Питание системы автономное (аккумуляторная батарея 10НКГЦ1б) или с помощью комплекта группового источника питания. Установка приемо-передающих устройств на специальных стойках позволяет создать на местности непрерывный рубеж охраны протяженностью до 1,0…1,5 км посредством 10-ти участков. Для передачи информации о нарушении участка используется радиолуч, собственно формирующий зону обнаружения. Последняя приемная стойка оборудуется приемопередатчиком УКВ-диапазона, который по одному из пяти фиксированных частотных каналов обеспечивает связь с выносным блоком индикации (фото 6).
Фото 6. Выносной блок индикации ВБИ-Р с антенной Мобильная быстроразвертываемая радиолучевая система охраны с передачей информации по радиоканалу Мобиль-РЛД, разрабатываемая НИКИРЭТ (г. Заречный) во многом является аналогом системы Витим, хотя и имеет значительные отличия. Система позволяет быстро организовать охрану периметра территории, протяженностью от 0,05 до 1,25 км с возможностью наращивания протяженности путем увеличения количества блокируемых участков. В отличие от системы Витим, каждая из зон Мобиль-РЛД формируется отдельным комплектом двухпозиционного радиолучевого датчика модели РЛД-94ДР. Поэтому контролируемые участки могут располагаться на местности в любом порядке без всякой связи друг с другом. Упаковочный комплект для приемника и передатчика каждого участка системы Мобиль-РЛД представляет собой жесткие прямоугольные боксы, которые используются для установки антенн на местности. Поэтому полноценное функционирование системы возможно на неподготовленной местности, включая песчаные и болотистые почвы. Система Мобиль-РЛД выдает сигнал тревоги при попытке нарушителя преодолеть любую из десяти зон обнаружения с передачей сигнала на расстояние до 1,5 км по радиоканалу с указанием номера участка, на котором произошло вторжение, с последующим запоминанием и документированием сигнальной информации радиоприемным монитором. Система может работать как в автономном режиме (питание от аккумуляторных батарей), так и в стационарном режиме с питанием от внешних источников и с передачей сигналов тревоги по проводным линиям. Для обеих рассмотренных радиолучевых систем действительны все ограничения на применение, присущие двухпозиционным радиолучевым датчикам: жесткие требования к рельефу местности, к высоте травяного и снежного покрова в зоне обнаружения. Такие ограничения практически исключают применение радиолучевых быстроразвертываемых систем в лесу и горной местности. Радиоволновое средство “Газон” предназначено для оперативного блокирования временных рубежей охраны на неподготовленной местности со сложными рельефом и конфигурацией рубежа (стоянок транспортных средств, складов и хранилищ, грузовых площадок). Вес электронного блока (около 10 кг) позволяет отнести эту охранную систему к быстроразвертываемым весьма условно, однако наличие в комплекте одной из модификаций “Газон” специального комплекта стоек для быстрой установки позволяет развернуть систему на максимальную длину 100 м за время менее 60 минут. Основным достоинством средства охраны “Газон” является возможность сопряжения зоны обнаружения с рельефом местности и конфигурацией рубежа охраны.
Фото 7. Внешний вид элементов средства охраны "Газон" : электронный блок, стойка для установки, проводной чувствительный элемент на катушке Вдоль охраняемого участка развертывается проводная линия на высоте 1,5...1,8 м от земли и подключается к электронному блоку(фото 7). Проводная линия закрепляется на диэлектрических стойках, устанавливаемых в грунт через 7...9 м. Под верхним проводом по поверхности земли прокладывается нижний провод. Объемная зона обнаружения формируется между верхним проводом и поверхностью земли. Электронный блок фиксирует изменения электромагнитного поля при появлении нарушителя в зоне обнаружения. Охранная система “Газон” может работать как в автономном режиме, так и совместно с системами сбора и обработки информации. Для использования в автономном режиме в электронном блоке предусмотрено питание от аккумуляторной батареи типа 10НКГЦ-1Д. Ограничениями при эксплуатации является высота травяного и снежного покрова (не более 0,6 м). Кроме того, зона обнаружения требует соблюдения следующих дистанций от предметов и объектов:
Длина блокируемого рубежа для системы “Газон” составляет от 40 до 100 м, причем каждые 10° отклонения от прямолинейного направления рубежа охраны уменьшают его длину на 1 м. Ширина зоны обнаружения не более 3 м. Средства обнаружения обрывного принципа действия Средства обнаружения обрывного принципа действия могут быстро устанавливаться на местности, имеют минимальный вес, габаритные размеры, маскируемую линейную часть. Они относительно дешевы. Принцип действия приборов основан на регистрации прибором разрыва цепи постоянного тока (нарушении целостности чувствительного элемента линейной части). Такие приборы предназначены для оперативного блокирования временных рубежей охраны (туристских стоянок, транспортных средств, грузовых площадок и т.п.), дополнения и усиления охраны отдельных участков периметра на направлениях вероятного движения нарушителя (лесные массивы, рощи, овраги и т.п.) и рассчитаны на применение в условиях лесной местности с произвольными рельефом и конфигурацией участка блокирования. В приборах “Трос” и “Кувшинка” чувствительным элементом является изолированный микропровод с двумя медными жилами диаметром 0,1...0,2 мм и сопротивлением 7...10 Ом/м. Низкая механическая прочность микропровода обеспечивает длину охраняемого рубежа не более 100...150 м при емкости кассеты до 2 км. Наработка на отказ средств обнаружения на обрывном принципе действия обычно превышает 5000 часов. Принцип действия средства обнаружения “Краб-1” основан на рефлектометрическом методе измерения и контроля длины сигнальной проводной линии, выполненной из тонкого малозаметного одиночного изолированного провода диаметром около 0,1 мм. Наряду с традиционными преимуществами – оперативность развертывания, портативное исполнение, дешевая одиночная проводная линия, приборы серии “Краб-1” обладают возможностью непрерывного контроля и цифровой индикации целостности проводной линии и расстояния до места ее обрыва. Варианты исполнения электронного блока предполагают как возможность автономной работы, так и выдачу сигнала тревоги на внешнее приемно-контрольное устройство. Наибольшая эффективность применения обрывных средств может быть достигнута в условиях сильно пересеченной местности с густой растительностью (деревья, кусты, трава), которые маскируют чувствительный элемент. При этом растительность, являющаяся помеховым фактором для датчиков других типов, не оказывает влияния на работу средств обрывного принципа действия. Таблица 1. Основные тактико-технические характеристики обрывных быстроразвертываемых средств обнаружения.
Несмотря на достаточный запас по питанию, микропроводные средства охраны наиболее эффективны при кратковременных режимах охраны 1...2 суток, так как наработка на ложный сигнал “Тревога” не превышает 48 час/км и работоспособность средства при этом может быть восстановлена лишь после непосредственного выхода обслуживающего персонала на контролируемый участок. Структура отечественных быстроразвертываемых средств охраны отличается от структуры зарубежных систем. Краткий анализ показывает, что в основе отечественных и зарубежных быстроразвертываемых охранных систем лежит различная идеология построения:
Различие в идеологии построения также обусловливает и отличия в составе обнаружителей: используемые в отечественных системах двухпозиционные радиолучевые (Витим, Мобиль-РЛД) и проводноволновые (Газон) датчики не встречаются в составе зарубежных охранных систем. Вместо этого используются различные сейсмические, геофонные и ИК-пассивные датчики (Rembass, CLASSIC 2000). И тот, и другой подход к построению быстроразвертываемых охранных систем имеет право на существование, более того, в дальнейшем они могут органично дополнять друг друга в охранных системах следующих поколений. При подготовке статьи использованы материалы, любезно предоставленные московским представительством концерна Racal, а также техническая документация НИКИРЭТ (г.Заречный), Электрохимприбор (г.Екатеринбург).
|
