ОБЗОР ПЕРИМЕТРАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОХРАНЫ (ПСО)
Одним из показателей, определяющих эффективность любой охран-
ной системы, является способность выявления нарушителя до проникнове-
ния на объект, и в этом смысле граница периметра объекта является наи-
лучшим местом для раннего детектирования вторжения. Нарушитель, воз-
действуя на пространство или предметы, составляющие часть периметра,
создает возмущения, которые и можно зарегистрировать специальными
датчиками. Таким образом, периметральные системы охраны (ПСО) явля-
ются наиболее эффективными средствами защиты от несанкционированно-
го проникновения и прекрасно подходят для организации современной сис-
темы охраны.
Прежде всего, любая такая система должна отвечать ряду критериев:
· как уже отмечалось, это возможность раннего обнаружения на-
рушителя, еще до того, как он проникнет на объект;
· отсутствие "мертвых" зон и по возможности точное следование
контурам периметра;
· скрытая установка;
· устойчивость к изменениям климатических условий (таким, как
температура, давление, влажность и т.д.);
· устойчивость к электромагнитным индустриальным помехам
вблизи охраняемого объекта.
Помимо этого, ПСО должны обеспечивать низкую вероятность лож-
ных срабатываний при стабильно высокой вероятности правильного обна-
ружения.
Вариант классификации периметральных систем охраны по виду ре-
гистрируемого воздействия по данным в открытых источниках представлен
на рисунке 1.
Рис. 1
Периметральные системы используют, как правило, систему распре-
деленных или дискретных датчиков, общая протяженность которых может
составлять несколько километров. Такая система должна обеспечивать вы-
сокую надежность при широких вариациях параметров окружающей среды.
Поэтому любая система должна обеспечивать соответствующую автомати-
ческую адаптацию к погодным условиям и возможность дистанционной ди-
агностики. Кратко рассмотрим некоторые из ПСО, существующие в на-
стоящий момент.
Радиолучевые системы
Такие системы содержат приемник и передатчик СВЧ сигналов, кото-
рые формируют зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида вращения.
(см. Рис. 2)
Рис. 2.
Система «Гефест» предназначена для охраны огражденных и неогра-
жденных рубежей длиной от 10 до 200 метров. [5]
Периметральная радиолучевая система РЛД-94 и, пришедшая на сме-
ну, РЛД Редут-300. [6]
Из зарубежных радиолучевых систем, представленных на российском
рынке, можно отметить «Модель 16001» фирмы Senstar-Stellar (США). [7].
Широкий спектр радиолучевых охранных приборов выпускает италь-
янская компания CIAS. Приборы серии Ermusa отличаются компактностью
и предназначены для использования как в помещениях, так и на улице для
барьеров протяженностью 40 — 80 м. [8]
Все перечисленные системы обеспечивают только одну зону охраны и
применяются на прямолинейных участках периметра. На участках с непря-
молинейной границей или при сложном рельефе местности нужно исполь-
зовать многозонную систему, состоящую из нескольких комплектов аппара-
туры.
Для специальных применений создана быстроразворачиваемая поле-
вая система «Витим». [3,4]. 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.
Приемники подключены к выносному блоку индикации, который по-
казывает номер участка, в котором возник сигнал тревоги. Особенность
системы— использование радиолуча для подачи сигналов тревоги. Это по-
зволяет оперативно развернуть систему— для установки и настройки 10
зон требуется не более 1 часа. Прибор широко используется на объектах
Министерства обороны.
Более простыми и дешевыми являются «однопозиционные» устройст-
ва, представлющие по сути дела маломощные радары. Они могут приме-
няться для защиты участков протяженностью до 20 м— ворота и окна
складов, зоны въезда транспорта и т.п. Особенность однопозиционных сис-
тем по сравнению с двухпозиционными — менее четкая граница чувстви-
тельной зоны, «размытость» ее краев. Однопозиционные системы «Агат-
3П» и «Агат-СП3» предназначены для применения в помещениях
Радиоволновые системы
Чувствительным элементом такой системы является пара располо-
женных параллельно проводников, к которым подключены соответственно
передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары образует-
ся чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаимного расположе-
ния проводников. (см. Рис.3 )
Рис. 3
Преимущества радиоволновых систем перед радиолучевыми— неза-
висимость от рельефа местности и точное следование линии ограды. Одно
из наиболее известных отечественных охранных устройств радиоволнового
типа — система «Уран-М»— разработка предприятия НИКИРЭТ (г. Зареч-
ный, Пензенская обл.). В качестве проводников используется провод поле-
вой телефонной связи П-274М, обеспечивающий достаточную механиче-
скую прочность и стойкость к атмосферным воздействиям. Длина одной зо-
ны охраны находится в пределах от 10 до 250 м.
Американская компания Senstar-Stellar предлагает радиоволновое уст-
ройство “H-Field” с кабелями, укладываемыми непосредственно в землю.
Система “H-Field” обеспечивает скрытную установку датчиков при произ-
вольном профиле линии охраны. Кабели нечувствительны к сейсмическим
и акустическим воздействиям, их можно монтировать в грунте, под асфаль-
товыми дорогами и др. Одна из современных радиоволновых технологий
обнаружения получила наименование RAFID — Radio Frequency Intruder
Detection (Радиочастотное Детектирование Вторжения). Эта охранная сис-
тема создана английской компанией Geoquip, широко известной своими пе-
риметральными системами на сенсорных микрофонных кабелях.
Инфракрасные системы
Активные лучевые ИК системы
Лучевые инфракрасные системы (их часто называют также линейны-
ми активными оптико-электронными извещателями) состоят из передатчика
и приемника, располагаемых в зоне прямой взаимной видимости. Однако,
как и радиолучевые, ИК-лучевые системы могут применяться только на
прямолинейных участках периметров или оград. Основная проблема луче-
вых ИК-охранных приборов — ложные срабатывания при неблагоприятных
атмосферных условиях (дождь, снегопад, туман), уменьшающих прозрач-
ность среды.
Одними из самых распространенных отечественных ИК-лучевых ох-
ранных приборов являются извещатели серии СПЭК. [9] Другой отечест-
венный ИК- лучевой извещатель - «Рубеж-3М». [10] Практически все зару-
бежные ИК-лучевые охранные приборы объединяют в общем корпусе двух-
лучевую или четырехлучевую синхронную систему. На российском рынке
широко представлены ИК-лучевые датчки фирм C&K, Atsumi, Visonic,
Optex, Alarmcom и др.
Пассивные ИК системы
Такие «однопозиционные» системы представляют собой пассивные
ИК-детекторы с пространственной диаграммой чувствительности в виде
луча. Они проще в монтаже и настройке, чем двухпозционные ИК-лучевые
системы и используются в основном там, где нужно перекрыть короткие
участки периметра— зоны въезда транспорта, разрывы в ограждениях, во-
рота, оконные проемы и т.п. К ним относятся пассивные ИК барьеры IS 402
и IS 412 фирмы Alarmcom (Швейцария) [11]
Однопозиционные пассивные ИК-датчики для охраны периметров,
такие как Redwall-100Q, усовершенствованный двухсекционный датчик
Megared-180Q, выпускает английская компания Security Enclosures Ltd
(SEL). Комбинированный датчик Redwatch-100Q объединяет в себе пассив-
ный ИК-датчик и встроенную миниатюрную видеокамеру, поле зрения ко-
торой совпадает с чувствительной зоной ИК-датчика. [12]
Оптоволоконные системы
Деформация оптоволоконного кабеля изменяет его оптические пара-
метры (показатель преломления и др.) и, как следствие, характеристики
прошедшего через волокно лазерного излучения. В силу специфики исполь-
зуемых физических принципов оптоволоконные системы отличаются очень
малой восприимчивостью к любым электромагнитным помехам, что позво-
ляет использовать их в неблагоприятной электрофизической обстановке.
Методы обработки сигналов от таких датчиков различны. В охранной сис-
теме Model M106E фирмы Fiber SenSys (США) используется метод регист-
рации межмодовой интерференции [13]. В оптоволоконной системе фирмы
Sabreline (США) используется эффект изменения распределения излучения
по поперечному сечению при деформации волокна. Для детектирования де-
формаций кабеля здесь применяют пространственно-чувствительные фото-
приемники. Системы серии FOIDS (изготовитель фирма Mason & Hanger,
США) [14] используют принцип двухлучевой интерферометрии. Механиче-
ские воздействия на детектирующий кабель приводят к изменениям интер-
ференционной картины, которые регистриуются фотоприемником.
К ограничениям применения оптоволоконных систем можно отнести
сложность процедуры сращивания и ремонта кабелей в полевых условиях
(требуется применение микроскопа и дорогостоящего устройства для свар-
ки волокон).
Емкостные системы охраны периметров
Датчик емкостной системы представляет собой один или несколько
металлических электродов, укрепленных на изоляторах вдоль ограды, и яв-
ляется, по сути дела, антенной системой.
Наиболее широко применяемыми отечественными средствами охраны
периметров, использующими емкостный метод обнаружения, являются
приборы серии «Радиан». Системы «Радиан-М» и «Радиан-13» «Радиан-14»
[3].
Одним из наиболее известных в России зарубежных охранных уст-
ройств емкостного типа является система “E-Field” фирмы Senstar-Stellar
(США) [ ]. Емкостные периметральные системы весьма универсальны и
привлекательны своей нечувствительностью к неровностям профиля почвы
или линии ограды. Отечественные емкостные охранные системы в целом
отличаются достаточно высокой надежностью и широко используются на
различных объектах в течение последних 20 — 30 лет.
Вибрационные системы с сенсорными кабелями
Компания " Geoquip " представляет ряд разработок по защите пери-
метра на основе сенсорных микрофонных кабелей. Эти системы получили
название "Guardwire ", "Defensor" и " Impacktor " [15].
Известных российских периметральных системах Арал и Дельфин в
качестве чувствительного элемента используется многопроводный теле-
фонный кабель. Трибоэлектрические коаксиальные кабели использует в ка-
честве датчиков и итальянская компания GPS Standard.
Фирма GPS Standard предлагает также систему CPS с коаксиальным
микрофонным кабелем, который крепится к уже существующей ограде.[16]
Обнаруживающая способность и вероятность ложных срабатываний
периметральных систем определяется главным образом качеством чувстви-
тельного элемента (сенсорного кабеля или другого датчика). Поэтому к
наиболее совершенным виброчувствительным распределенным сенсорам
можно отнести специально разработанные электромагнитные микрофонные
кабели.
Примером электромагнитного микрофонного кабеля является сенсор
GW400k серии Guardwire, разработанный и выпускаемый компанией
Geoquip (Великобритания) [15]. Сенсорный кабель содержит два неподвиж-
ных и два подвижных проводника, расположенных в зазоре между двумя
полосками полукруглого сечения, выполненными из гибкого магнитного
полимера. Обе системы — Guardwire и Defensor— отличаются тем, что не
нуждаются в адаптации к погодным условиям или сезонной подстройке па-
раметров. Обе системы также не требуют программатора или компьютера
со специальным программным обеспечением при настройке и эксплуата-
ции.
Вибрационно-сейсмические системы
Российская система «Дуплет» [5] относится к сейсмомагнитометриче-
ским средствам обнаружения. К сожалению, система воспринимает не толь-
ко сигналы нарушителя, но другие «сейсмические» сигналы, поэтому в по-
лосе обнаружения не должно быть деревьев или крупных кустов, т.к. сис-
тема может срабатывать при перемещениях их корней. По этим же причи-
нам минимальное расстояние от сенсора до дорог с автомобильным движе-
нием должно составлять 10 м, а до высоковольтных линий электропередач
— 50 м
Для организации подземных сейсмометрических рубежей итальянская
компания GPS Standard использует протяженные гидравлические датчики
давления. [16]
Первой и одной из наиболее совершенных вибросейсмических систем
является периметральный комплекс Psicon, выпускаемый английской ком-
панией Geoquip [15]. Здесь в качестве сенсоров использованы дискретные
сейсмические датчики, иногда называемые геофонами.
Как видно из вышеизложенного материала, рынок ПСО с возможно-
стью определения места проникновения на сегодняшний день весьма ши-
рок. К ним относятся радиолучевые системы, радиоволновые, пассивные и
активные инфракрасные барьеры. Каждая из них основана на своих физи-
ческих принципах работы. В целом все эти системы имеют высокую эффек-
тивность обнаружения, но большинству из них присущ один существенный
недостаток: это сильная зависимость от топографии периметра.
К примеру, активные инфракрасные барьеры способны эффективно
защищать только прямолинейные участки периметра; радиоволновые сис-
темы очень критичны к рельефу местности, а также наличию растительно-
сти. В реальных периметром может являться условная линия, проведенная
на пересеченной местности (поле, лесополоса и т.д.). В таких условиях вы-
ходом из этой ситуации является применение ПСО на основе гибких конст-
рукций (специальные кабели) или достаточного количества автономных из-
вещателей (КСМ-РВ ) [6], преимуществом которых является точное следо-
вание контурам всего периметра и простота развертывания.
В связи с этим возникает необходимость разработки новых простых и
надежных датчиков для ПСО и измерительных преобразователей к ним, по-
зволяющих определять момент и место проникновения нарушителя на ох-
раняемый объект.
Предлагаемая конструкция первичного датчика при всей своей про-
стоте обеспечивает выполнение поставленной задачи. Конструктивно вы-
полнен в виде гибкого проводника с опорными резисторами. Длина про-
водника определяет разрешающую способность датчика. Проводники могут
соединяться последовательно, образуя структуру, представленную на ри-
сунке 4.
Рис. 4
В случае применения такого датчика, нарушитель представляет собой
неоднородность, вносимую в однородную линию с распределенными пара-
метрами.
Используя известные методы описания процессов, происходящих в
RLC структурах с распределенными параметрами [1,2], выбирается опорное
энергетическое воздействие и алгоритм обработки необходимые для опре-
деления момента появления проникновения, а так же номера участка датчи-
ка, где такое проникновение произошло.
Предложенный датчик практически лишен недостатков ПСО описан-
ных выше, обладая при этом неоспоримыми достоинствами существенно
расширяющими возможности его применения как для построения совре-
менных ПСО, так и в других отраслях народного хозяйства.
Список литературы.
1. Матханов П.Н. основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. М.,
«Высшая школа», 1981.
2. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователиэлектрических
параметров для системы контроля и измерения.- М., «Энергия», 1976.
3. Интернет., http://www.eleron.ru
4. Интернет., http://www.secuteck.ru/articles2/OPS/bystrorazvert-radioluchkompleks-
vitim-msb
5. Интернет., http://www.dedal.ru/product/gefest.shtml,
http://www.dedal.ru/product/duplet-r.shtml
6. Интернет., http://nikiret.ru/produktsiya/radio_tso.html
7. Интернет., http://www.msiusa.
net/index.php?page=products&view=documents&nav1=4&nav2=15
8. Интернет., http://www.cias-russia.ru
9. Интернет., http://www.spec.ru/product.php?sub=1
10. Интернет., http://www.agatspb.ru/document/?id=763
11. Интернет., http://www.alarmcom.spb.ru
12. Интернет., http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=754343
13. Интернет., http://www.guarda.ru/guarda/data/infra_red/txt_18.php
14. Интернет., http://www.optoland.ru/2007/10/12/optovolokonnyie-sistemyiohranyi-
perimetra/
15. Интернет., http://www.geoquip.co.uk
16. Интернет., http://www.gps-standard.com/inglese/peri.php
