Системы защиты подводной части акватории.
В последнее время все больше специалистов по антитеррористической безопасности обращают внимание на высокую потенциальную опасность терактов, направленных против объектов водной инфраструктуры и водного транспорта. Все учащающиеся случаи захвата судов пиратами, в том числе и с использованием аквалангистов, подтверждают опасения. США, в особенности после событий 11 сентября, озадачились проблемой укрепленности своих водных объектов, а разрушения в Новом Орлеане, которые в конечном счете обусловлены крушением дамбы, наглядно показывают возможные последствия «небольшого» подводного взрыва в «правильном» месте. Все сомнения отпадают, когда речь идет о безопасности плотин, водохранилищ, ГЭС или АЭС. А приближающаяся Олимпиада в Сочи ставит серьезнейшие задачи по обеспечению безопасности побережья.
Комплексная система безопасности водного объекта состоит из нескольких подсистем:
1) подсистема обеспечения безопасности воздушного пространства – решается с помощью локальных РЛС;
2) подсистема обеспечения безопасности надводной части акватории – решается с помощью комплекса стандартных средств: видеонаблюдение, тепловизоры, радары;
3) подсистема обеспечения безопасности подводной части акватории. Состоит из устройств обнаружения вторжения и устройств, средств и мер противодействия вторжению (в том числе и активные).
Последний аспект безопасности наиболее сложен, во-первых, ввиду высокого уровня потенциальной опасности (пловцы-диверсанты – очень серьезная угроза), а во-вторых, так как требует применения специализированного оборудования.
Лидерами по разработке систем защиты подводной части акватории являются Англия (остров же), США и Израиль. Рассмотрим классы оборудования, предназначенного для указанной цели.
Примером устройств противодействия вторжению могут служить разработки компании Westminster International LTD (Англия) – Underwater Security Net и фирмы TSS (Израиль) – F-8000-Marinet. Эти системы представляют собой сетчатые заграждения с контролируемой целостностью структуры.
Сеть Underwater Security Net состоит из подводной и надводной частей, которые поддерживаются полиэтиленовыми понтонами диаметром 40 см. Высота надводной части – 1,8м, что позволяет блокировать надводные суда, а также попытки перелезания через заграждение. Нижний край подводной части сети фиксируется на дне при помощи бетонных блоков, специально принятые меры не позволяют убрать блоки или сделать подкоп.
Рис. 1 – Заграждение Underwater Security Net
Сеть представляет собой ячеистую структуру с ячейками 16 х 16 см, созданную из специальных канатов (5 мм в диаметре), состоящих из стальной оболочки, внутренних защитных слоев и одномодового оптоволокна.
Рис. 2– Волокна сети
Сеть разделена на модули, составляющие 5 м в ширину, что позволят легко заменять поврежденные участки. Электронный блок, расположенный в верхней части сети, следит за целостностью оптоволокна в пределах одного модуля и в случае его обрыва выдает сигнал тревоги на центральный пост. Для обеспечения возможности санкционированного прохода на охраняемую территорию плавсредств возможна установка дистанционно управляемых ворот.
Рис. 3– Заграждение Underwater Security Net с интегрированными воротами
Связь между устройствами сети и постом может быть оптоволоконная либо с использованием WLAN. Специальное ПО позволяет в режиме реального времени осуществлять мониторинг оборудования и выдавать место обрыва с точностью до 5 м.
Рис. 4– Программа мониторинга заграждения
Оборудование F8000 Marinet обладает похожей структурой и характеристиками, но заявлен более сложный алгоритм контроля сети, позволяющий распознать попытки разрезать, разорвать, растянуть, замкнуть или смять сеть. При этом в процессоре предусмотрена фильтрация фоновых шумов, вызываемых морскими волнами.
Следует отметить, что, несмотря на привлекательность подобных устройств, они могут эффективно применяться только при отсутствии сильных течений, которые могут нести крупный мусор (бревна и проч.), а также эксплуатация в значительной степени затруднена в том случае, если в зимний период акватория замерзает.
Средства обнаружения подводного вторжения – динамично развивающийся класс оборудования. Наибольшее распространение получили акустические устройства (сонары). Принцип их работы схож с принципом обнаружения объектов обычной РЛС, только для сканирования пространства используется ультразвук (частоты интервала – 50–90 кГц). Существует несколько вариантов конструкций подводных сонаров.
Система Sentinel Intruder Detection Sonar (IDS) компании Sonardyne International Ltd и система Сerberus компании QinetiQ используют излучательные блоки цилиндрической формы (44 см на 33 см для системы IDS), которые погружаются в воду на глубины до 50 м. Система включает в себя: собственно излучательные блоки, модули обработки сигналов, аппаратуру центрального диспетчерского пульта и программное обеспечение.
Излучатели могут погружаться в воду с борта корабля, пристани, могут стационарно устанавливаться на дне на специальных опорах.
Рис. 5– Излучающие модули Cerberus (слева) и Sentinel (справа)
Излучательный модуль генерирует УЗ лучи, принимает отраженные сигналы, оцифровывает принятые данные и передает их на обрабатывающий модуль, который расшифровывает сигналы, анализирует их и отправляет на центральный пульт слежения, оборудованный компьютерами со специальным ПО. Структуру системы иллюстрирует рис. 6.
Рис. 6– Структура системы Sentinel
Максимальное расстояние между излучателем и устройством обработки сигнала составляет 10 км (при использовании оптоволоконного канала связи). Связь между обрабатывающими модулями и центральным постом – по технологии Industrial Ethernet или WLAN.
Излучатель контролирует пространство 3600 вокруг себя, при этом дальность действия может доходить до 2 км в горизонтальной плоскости. Излучатели могут использоваться поодиночке либо объединяться в единую систему для защиты протяженных рубежей (до 10 в системе IDS). Различные варианты установки излучателей приведены ниже.
Рис. 7– Варианты расположения излучателей для охраны акваторий
Малые габариты и масса излучательного модуля (35 кг) позволяют оперативно разворачивать систему в случае нестационарного применения (заявленное время готовности – 30 минут). Для исключения обнаружения ложных объектов из-за раскачивания излучателя (в случае крепления на тросе) разработаны специальные меры по компенсации собственного движения.
На центральном посту при помощи специального ПО происходит сбор и визуализация получаемой информации, состояние охраняемой акватории отображается на дисплеях. Программное обеспечение автоматически контролирует акваторию, обнаруживает объекты, анализирует степень их опасности, пытается идентифицировать. Если обнаруженный объект признается опасным, система вычисляет его координаты, скорость и направление движения, габариты, прорисовывает траекторию движения. Одновремено ПО позволяет вести до 60 объектов.
Для устранения ложных сработок пороговые значения параметров, по превышении которых объект признается потенциально опасным, могут быть установлены вручную. Также предусмотрена защита от посторонних сигналов, которые могут возникать в загруженных портах. Карта местности может быть интегрирована с системой GPS и Google Earth.
Рис. 8– Окна программ мониторинга
Иной тип излучателей используется в системе Driver Detector Sonar фирмы Westminster International LTD.
Рис. 9– Излучатель системы Driver Detector Sonar
В сонаре подобного типа под водой размещены лишь приемная и передающая антенны, всё остальное оборудование поднято над поверхностью воды. Антенны вращаются при помощи мотора, контролируя пространство радиусом до 2 км при вертикальном угле обзора до 980. Связь блоков с центральным постом осуществляется по технологиям WLAN. Специальные алгоритмы обработки сигналов и фильтрации посторонних сигналов позволяют достичь практически 100%-ной вероятности обнаружения опасных объектов.
Возможности ПО АРМ оператора аналогичны описанным выше.
Westminster International LTD также предлагает решения, способные прорисовывать 3D изображения дна и системы для охраны подводных трубопроводов (один сонар закрывает 1 км трубопровода).
Рис. 10 – 3D изображение дна, полученное при помощи Pulsar-3D.
К недостаткам сонаров всех типов относится низкая чувствительность к объектам, перемещающимся в непосредственной близости от дна с низкой скоростью. Для того чтобы ликвидировать этот недостаток, применяют магнитометрические средства обнаружения.
Магнитометрические средства обнаружения регистрируют искажения магнитного поля Земли в случае нахождения рядом с чувствительным элементом (кабелем) ферромагнитных веществ. Примером системы, построенной на подобном принципе, может служить комплекс «Нептун» ОАО «НПК Дедал» .
Рис. 10 – Магнитометрический комплекс «Нептун»
Магнитометрические системы пассивны, т. е. факт их работы нельзя зафиксировать. Системы чаще всего применяются на сверхмалых глубинах, где работа гидроакустических средств невозможна или затруднена. К достоинствам относят высокую степень достоверности, так как система нечувствительна к морским млекопитающим. К недостаткам же относят высокую восприимчивость к э/м помехам и то, что они не позволяют регистрировать «диамагнитных» нарушителей (без металлических предметов – на практике подобный нарушитель крайне маловероятен).
Также в интегрированные системы охраны акваторий включают систему подводного видеонаблюдения, в том числе и мобильного (камеры устанавливаются на управляемых подводных роботах). Камеры отличаются не только водонепроницаемостью, но и очень высокой чувствительностью, так как в воде, особенно загрязненной, подсветка малоэффективна. По этой же причине редко используются подводные тепловизоры – ИК-излучение сильно поглощается водой.
Система акустического оповещения позволяет сообщить подводным пловцам, что их обнаружили и ведут, а система активного противодействия (чаще всего акустического) позволяет дистанционно нейтрализовать нарушителей.
Примерами мировых комплексных систем обеспечения безопасности объектов водной инфраструктуры могут служить системы UPSS (Underwater Port Security System), UIS (Underwater Inspection System), IAS (Integrated Anti-Swimmer System).
Таким образом, исходя из произведенного анализа, хотелось бы обратить внимание отечественных производителей и инсталляторов систем на широкие возможности систем подводной безопасности и призвать создавать и использовать подобные комплексы на российских объектах.
При подготовке статьи использованы материалы официальных сайтов указанных фирм
Статьи по теме:
Видеонаблюдение
Советы домовладельцам по обеспечению безопасности
Три критических вопроса при выборе видеоаналитики для видеонаблюдения
FCC запрещает авторизацию оборудования для китайских телекоммуникаций и оборудования для видеонаблюдения, которое считается угрозой национальной безопасности
Перенос локального видеонаблюдения в облако
Hanwha Techwin переименовывается в Hanwha Vision
Перспективы использования цифровых систем передачи изображения по радиоканалу
Датчики нейроморфного зрения в смартфонах
Ambarella добавляет новую SoC с поддержкой искусственного интеллекта для камер безопасности
