Cовременные системы охраны периметров — Как сделать самому?

1. Введение

1.1. Периметр — первая линия защиты

Современные электронные системыохраны весьма разнообразны и в целом достаточноэффективны. Однако большинство из них имеютобщий недостаток: они не могут обеспечить раннеедетектирование вторжения на территорию объекта. Такие системы, как правило, ориентированы наобнаружение нарушителя, который уже проник наохраняемую территорию или в здание. Это касается, в частности, систем видеонаблюдения; онизачастую с помощью устройства видеозаписи могутлишь подтвердить факт вторжения после того, какон уже произошел.

Квалифицированный нарушитель всегдарассчитывает на определенное временное «окно»,которое проходит от момента проникновения наобъект до момента срабатывания сигнализации. Минимизация этого интервала времени являетсякоренным фактором, определяющим эффективностьлюбой охранной системы, и в этом смыслепривлекательность периметральной охраннойсигнализации неоспорима.

Периметральная граница объектаявляется наилучшим местом для раннегодетектирования вторжения, т. к. нарушительвзаимодействует в первую очередь с физическимпериметром и создает возмущения, которые можнозарегистрировать специальными датчиками. Еслипериметр представляет собой ограждение в видеметаллической решетки, то ее приходитсяперерезать или преодолевать сверху; если этостена или барьер, то через них нужно перелезть;если это стена или крыша здания, то их нужноразрушить; если это открытая территория, то еенужно пересечь.

Все эти действия вызывают физическийконтакт нарушителя с периметром, которыйпредоставляет идеальную возможность дляэлектронного обнаружения, т. к. он создаетопределенный уровень вибраций, содержащихспецифический звуковой «образ» вторжения. Приопределенных условиях нарушитель можетизбегнуть физического контакта с периметром. Вэтом случае можно использовать «объемные»датчики вторжения, обычно играющие рольвторичной линии защиты.

Датчик любой периметральной системыреагирует на появление нарушителя в зоне охраныили определенные действия нарушителя. Сигналыдатчика анализируются электронным блоком(анализатором или процессором), который, в своюочередь, генерирует сигнал тревоги припревышении заданного порогового уровняактивности в охраняемой зоне.

1.2. Общие требования к периметральнымсистемам

Любая периметральная система охраныдолжна отвечать определенному набору критериев, некоторые из которых перечислены ниже:

  • Возможность раннего обнаружения нарушителя — еще до его проникновения на объект
  • Точное следование контурам периметра, отсутствие «мертвых» зон
  • По возможности скрытая установка датчиков системы
  • Независимость параметров системы от сезона (зима, лето) и погодных условий (дождь, ветер, град и т. д.)
  • Невосприимчивость к внешним факторам «нетревожного» характера — индустриальные помехи, шум проходящего рядом транспорта, мелкие животные и птицы
  • Устойчивость к электромагнитным помехам — грозовые разряды, источники мощных электромагнитных излучений и т. п.

Очевидно, что периметральная охраннаясистема должна обладать максимально высокойчувствительностью, чтобы обнаружить дажеопытного нарушителя. В то же время эта системадолжна обеспечивать по возможности низкуювероятность ложных срабатываний. Причины ложныхтревог могут быть различными. Система может, например, среагировать при появлении в зонеохраны птиц или мелких животных. Сигнал тревогиможет появиться при сильном ветре, граде илидожде. Кроме того, ложная тревога можетвозникнуть из-за «технологических» причин:неграмотный монтаж датчиков на ограде, неправильная настройка электронных блоков илипросто неудовлетворительное инженерноесостояние самой ограды, которая может, например, вибрировать при сильном ветре.

Сегодня рынок периметральных систем, как отечественных, так и импортных, весьма широк. Тем не менее, выбрать наиболее эффективнуюсистему, отвечающую специфическим требованиямобъекта, иногда бывает непросто. При выборе ипроектировании системы нужно учитыватьмножество факторов — тип ограды, топографию ирельеф местности, возможность выделения полосыотчуждения, наличие растительности, соседствожелезных дорог, эстакад и автомагистралей, наличие линий электропередач.

Весьма важным фактором являетсяквалификация и опыт организации, котораяпроектирует и монтирует периметральную системуохраны. Опыт показывает, что зачастуюэффективность системы определяется не столькоее исходными техническими параметрами, сколькоправильностью выбора и грамотностью ее монтажа.

Для оценки эффективностипериметральных систем чаще всего используютспециальные испытательные полигоны. Охранныесистемы там монтируют на стандартных оградах иоценивают их по специальным методикам, имитируяразличные действия нарушителя — разрушениеограды, перелезание, подкоп и др.

1.3. Специфика примененияпериметральных систем

Особенность периметральных системсостоит в том, что обычно они конструктивноинтегрированы с ограждением и генерируемыеохранной системой сигналы в сильной степенизависят как от физико-механическиххарактеристик ограды (материал, высота, жесткость и др.), так и от правильности монтажадатчиков (выбор места крепления, метод крепления, исключение случайных вибраций ограды и т. п.).Очень большое значение имеет правильный выбортипа охранной системы, наиболее адекватноотвечающей данному типу ограды.

Периметральные системы используют, какправило, систему распределенных или дискретныхдатчиков, общая протяженность которых можетсоставлять несколько километров. Такая системадолжна обеспечивать высокую надежность пришироких вариациях окружающей температуры, придожде, снеге, сильном ветре. Поэтому любаясистема должна обепечивать соответсвующуюавтоматическую адаптацию к погодным условиям ивозможность дистанционной диагностики.

Любая периметральная система должналегко интегрироваться с другими охраннымисистемами, в частности, с системойвидеонаблюдения.

2. Радиолучевые системы

Такие системы содержат приемник ипередатчик СВЧ сигналов, которые формируют зонуобнаружения в виде вытянутого эллипсоидавращения (рис.1). Длина отдельной зоны охраныопредлеятся расстоянием между приемником ипередатчиком, а диаметр зоны варьируется отдолей метра до нескольких метров.

Рис. 1. Принцип действиярадиолучевой системы.

Принцип действия таких систем основанна анализе изменений амплитуды и фазыпринимаемого сигнала, возникающих при появлениив зоне постороннего предмета. Системы применимытам, где обеспечивается прямая видимость междуприемником и передатчиком, т. е. профильповерхности должен быть достаточно ровным и взоне охраны должны отсутствовать кусты, крупныедеревья и т. п.

Применяют радиолучевые системы как приустановке вдоль оград, так и для охранынеогражденных участков периметров. Эти системыобычно рассчитаны на обнаружение нарушителя, который предодолевает рубеж охраны в полный ростили согнувшись.

Общим недостатком радиолучевых системявляется наличие «мертвых» зон — чувствительность системы понижена вблизиприемника и передатчика, поэтому приемники ипередатчики соседних зон должны устанавливатьсяс перекрытием в несколько метров. Кроме того, радиолучевые системы недостаточночувствительны непосредственно над поверхностьюземли (30 — 40 см), что может позволить нарушителюпреодолеть рубеж охраны ползком.

Относительно широкая зоначувствительности системы обуславливаетограниченность ее применения на объектах, гдевозможно случайное попадание в зону обнаружениялюдей, транспорта и т. п. В таких ситуациях дляпредотвращения ложных срабатыванийрекомендуется с помощью дополнительной оградыоборудовать предзонник.

Блоки радиолучевых системустанавливают либо на грунте (с помощьюспециальных стоек), либо на ограде или стенездания. При установке системы на грунтетребуется подготовить охраняемую зону — спланировать территорию, удалить кустарники, деревья и посторонние предметы. При эксплуатациинеобходимо периодически выкашивать траву иубирать снег. При значительной высоте снежногопокрова (более 0,5 м) необходимо изменить высотукрепления блоков на стойках и провести ихдополнительную юстировку.

Рассмотрим несколько радиолучевыхпериметральных систем

Система «Гефест», выпускаемаяпредприятием Дедал, предназначена для охраныогражденных и неогражденных рубежей длиной от 10до 200 метров. Она позволяет обнаруживать человекапередвигающегося в полный рост или согнувшись. Зона чувствительности имеет высоту 2,5 м и ширину 5м. Приемник системы анализирует измененияамплитуды сигнала и при превышении заданногопорога включает реле тревоги. В системе примененоригинальный алгоритм обработки обнаружения сраздельной регулировкой чувствительности дляближних и среднего участков зонычувствительности. Система не срабатывает припоявлении в зоне мелких животных или птиц; онаустойчива к воздействиям снега, дождя и ветра.

В комплект поставки входят передатчик, приемник, блок питания, монтажный комплект исоединительные кабели. Приемник и передатчикпомещены в корпуса из ударопрочного полистиролас габаритами 260 х 210 х 60 мм. Диапазон рабочихтемператур — от -40 до +50 градусов цельсия, напряжение питания — 12 В, потребляемая мощность 1Вт. Обеспечена возможность дистанционногоконтроля работоспособности системы.

Аналогичная по назначению система «Грот»позволяет защищать участки периметра длинойдо 300 м при ширине зоны обнаружения 6 м. Усовершенствованная конструкция блоковприемника и передатчика позволила повыситьоднородность электромагнитного поля ипрактически исключить области малойчувствительности на краях зоны. Системасохраняет работоспособность и не требуетдополнительной настройки при высоте снежногопокрова до 70 см.

Для зон длиной до 500 м можноиспользовать радиолучевое охранное устройство «Барьер»,по конструктивным данным аналогичное системе»Гефест».

Периметральная радиолучевая система РЛД-94(фото 1) выпускается в трех модификациях: дляучастков длиной 30, 100 и 300 м. Модификации на 100 и 300 мпредставляют собой базовый комплект (на 30 м),оснащенный дополнительными отражателями. Вприборе используется импульсный синхронныйрежим работы, что позволяет снизитьэнергопотребление и повыситьпомехоустойчивость к воздействиюэлектромагнитных помех. Система РЛД-94 широкоиспользуется в охранных комплексах АЭС, крупныхпредприятий, таможенных терминалов и др.

Фото 1. Периметральнаярадиолучевая система РДЛ-94.

Из зарубежных радиолучевых систем, представленных на российском рынке, можноотметить «Модель 16001» фирмы Senstar-Stellar (США).Система позволяет защищать зоны длиной до 240 м ипредназначена для установки на земле, на торцеограды или на стене здания. Отличительнаяособенность передатчика — возможностьрегулировки угловой ширины диаграммы излученияв пределах от 11О до 24О и таким образомоптимизировать поперечное сечениечувствительной зоны.

Широкий спектр радиолучевых охранныхприборов выпускает итальянская компания CIAS. Приборы серии Ermusa отличаются компактностью ипредназначены для использования как впомещениях, так и на улице для барьеровпротяженностью 40 — 80 м. На фото 2 показаны блокирадиолучевой системы ERMO 482 фирмы CIAS. Приборывыпускаются в нескольких модификациях — длярубежей протяженнностью 50, 80, 120 и 200 м. Используемые в блоках параболические антенныобеспечивают малую расходимость луча, чтопозволяет использовать эту систему даже вусловиях интенсивного городского движения. Частота излучения передатчика — 10,58 ГГц, питание — от аккумуляторной батареи или сетевогоадаптера. Диаметр блока — 310 мм, глубина — 270 мм, масса — 3кг. Блоки монтируются на сборныхметаллических штангах, позволяющихустанавливать излучатель и приемник на высоте до1 метра. Со штангой конструктивно объединенакоробка для блока питания и аккумулятора. Диапазон рабочих температур -25О до +55ОС.

Фото 2. Система ERMO 482.

Все перечисленные системыобеспечивают только одну зону охраны иприменяются на прямолинейных участкахпериметра. На участках с непрямолинейнойграницей или при сложном рельефе местности нужноиспользовать многозонную систему, состоящую изнескольких комплектов аппаратуры. Для небольшихобъектов были разработаны многозонныерадиолучевые системы, имеющие один общий блокобработки сигналов.

В комплект системы «Протва»входит пять приемо-передающих пар и блоканализатора сигналов. Каждая приемо-передающаяпара позволяет защитить участок длиной до 100 м. Весь комплект хорошо подходит для охраны, например, небольшого склада — 4 зоны периметра и 1зона охраны ворот. Имеются режимы дистанционногоконтроля и ручного отключения любого канала. Система питается от сети переменного тока (220 Вили 36 В) или от источника постоянного тока 24 В. Рабочая температура от -50О до +50О С;влажность — до 98% (при температуре +35О С).

Для специальных применений созданабыстроразворачиваемая полевая система «Витим»(фото 3). Она используется для организациивременных рубежей охраны на неподготовленныхтерриториях. Комплект состоит из 11приемо-передающих устройств, позволяющихорганизовать 10 отдельных участков охраныпротяженностью по 100 м. Каждая из 11-ти стоексодержит встроенный аккумулятор для питанияприборов. Приемники подключены к выносному блокуиндикации, который показывает номер участка, вкотором возник сигнал тревоги. Особенностьсистемы — использование радиолуча для подачисигналов тревоги. Это позволяет оперативноразвернуть систему — для установки и настройки 10зон требуется не более 1 часа. Прибор широкоиспользуется на объектах Министерства обороны.

Фото 3. Система «Витим».

Все перечисленные выше радиоволновыедетекторы являются «двухпозиционными»устройствами — в комплект входят передатчик иприемник. Более простыми и дешевыми являются»однопозиционные» устройства, представлющие посути дела маломощные радары. Они могутприменяться для защиты участков протяженностьюдо 20 м — ворота и окна складов, зоны въездатранспорта и т. п. Особенность однопозиционныхсистем по сравнению с двухпозиционными — менеечеткая граница чувствительной зоны,»размытость» ее краев.

Однопозиционные системы «Агат-3П«и «Агат-СП3» предназначены для применения впомещениях (рабочая температура от -5О до +50ОС). Электронный блок имеет размеры 260 х 210 х 60 мм;напряжение питания 12 В, потребляемая мощность 0,5Вт. Дальность обнаружения — 16 и 20 мсоответственно, поперечные размерычувствительной зоны — 5 х 5 м. Однопозиционныйприбор «Агат-СП3У» можно использовать и наулице (рабочая температура от -40О до +50ОС). Прибор отличается компактностью (размер блока110 х 80 х 45 мм) и малым энергопотреблением (менее 0,1Вт при напряжении 12…30 В). Размер чувствительнойзоны — 20 х 5 х 5 м. Во всех приборах серии «Агат»обеспечены регулировка чувствительности иадаптивный порог срабатывания.

3.Радиоволновые системы

Чувствительным элементом такойсистемы является пара расположенных параллельнопроводников (кабелей), к которым подключенысоответственно передатчик и приемникрадиосигналов. Вокруг проводящей пары(«открытой антенны») образуется чувствительнаязона, диаметр которой зависит от взаимногорасположения проводников. При появлениичеловека в зоне чувствительности сигнал навыходе приемника изменяется и системагенерирует сигнал тревоги.

При использовании радиоволновыхсистем на оградах, кабели устанавливают либо наспециальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.

Выпускаются модификации радиоволновыхсистем также для защиты неогражденныхтерриторий. При этом кабели устанавливают вгрунт на глубину 15 — 30 см. Такая система охраныявляется скрытой, но подвержена сильному влияниюпогодных условий, снижающих стабильность еепараметров.

Преимущества радиоволновых системперед лучевыми — независимость от профиля почвыи точное следование линии ограды.

Одно из наиболее известныхотечественных охранных устройстврадиоволнового типа — система «Уран-М»-разработка предприятия НИКИРЭТ (г. Заречный, Пензенская обл.). Двухпроводная линия (рис. 2.)закрепляется на вертикальных или наклонныхкронштейнах (консолях), выполненных издиэлектрика (входят в комплект поставки). Вкачестве проводников используется проводполевой телефонной связи П-274М, обеспечивающийдостаточную механическую прочность и стойкостьк атмосферным воздействиям. Длина одной зоныохраны находится в пределах от 10 до 250 м. Расстояние между соседними кронштейнами обычносоставляет 6…8 м, в районах с сильными ветрами егорекомендуется уменьшать до 3…4 м.

Рис. 2. Схемадвухпроводного радиоволнового устройства.

Для протяженных периметров используютнесколько комплектов «Уран-М». Для исключениявлияния соседних зон предусмотрен режимвзаимной синхронизации до 22 — 25 отдельныхкомплектов. Радиоволновые системы можноустанавливать практически на любых жесткихоградах (кирпич, бетон, металл).

В состав системы «Уран-М» входят:задающий блок, подключаемый с одной стороныпроводной линии, и блок обработки сигналов, подключаемый с другой стороны линии. Задающийблок формирует импульсный высокочастотныйсигнал, создающий электромагнитное поле междупроводниками. Зона обнаружения имеет впоперечном сечении вид эллипса, в фокусахкоторого расположены проводники. Расстояниемежду проводниками обычно составляет 0,4 м; приэтом зона обнаружения имееть размер 0,5 х 0,8 м.

Система настраивается длядетектирования объекта массой более 30 — 40 кг и несрабатывает при попадании в зону птиц или мелкихживотных. Система не срабатывает при движениитранспорта на расстоянии более 3 м отчувствительных проводников. Напряжение питания20…30 В, ток питания — не более 100 мА. Обеспеченрежим дистанционного контроляработоспособности. Охранное устройствоустойчиво к воздействию сильного дождя (до 40мм/час), снега, града и ветра со скоростью до 20м/сек. Электронные блоки имеют размеры 255 х 165 х 110мм, они сохраняют работоспособность втемпературном диапазоне от -40О до +40О.Конструкция блоков обеспечивает защиту отвнешних электромагнитных помех и высокойвлажности.

Американская компания Senstar-Stellarпредлагает радиоволновое устройство «H-Field»с кабелями, укладываемыми непосредственно вземлю. Такая система предназначена для охраныоткрытых пространств, подступов к объектам и т. п.Два параллельных кабеля (приемный и передающий)закапываются в любой грунт на грубину 10 — 15 см ина расстоянии примерно 2-х метров друг от друга(рис. 3). Вокруг кабелей над поверхностью почвыформируется электромагнитное поле (зонаобнаружения) шириной 3м и высотой 1 м. Максимальная длина одной зоны обнаружения — 150 м. Кабели подключаются соответственно к приемникуи передатчику (или к общему приемо-передающемублоку — трансиверу). Эффективностьдетектирования нарушителя обеспечивается тем, что для выбранной частоты человеческое телопредставляет собой как бы антенну размером в 1/4длины радиоволны и поэтому нарушитель сильноизменяет параметры принимаемого сигнала.

Рис. 3. Схемарасположения кабелей системы H-Field.

Алгоритм обработки сигналов в системе»H-Field» предполагает выполнение трех условий:
— масса попавшего в зону объекта должна бытьбольше заранее установленного значения (массачеловеческого тела);
— объект должен двигаться со скоростью, неменьшей определенного значения (в диапазонескоростей человека);
— оба указанных условия выполняются в заданноминтервале времени.

Система «H-Field» обеспечивает скрытнуюустановку датчиков при произвольном профилелинии охраны. Кабели нечувствительны ксейсмическим и акустическим воздействиям, ихможно монтировать в грунте, под асфальтовымидорогами и др.

Одна из современных радиоволновыхтехнологий обнаружения получила наименование RAFIDRadio Frequency Intruder Detection(Радиочастотное Детектирование Вторжения). Этаохранная система создана английской компаниейGeoquip, широко известной своими периметральнымисистемами на сенсорных микрофонных кабелях.

В простейшем случае система RAFIDсодержит пару «Излучающих Фидеров» (ИФ), один изкоторых является излучающей, а другой — приемнойантенной радиочастотного поля. Выходной сигналприемника непрерывно контролируетсяанализатором.

ИФ представляет собой специальносконструированный коаксиальный кабель, содержащий внутренний провод, изолированныйдиэлектриком от внешнего экрана (рис. 4). Внешнийэкран может представлять собой медную оплетку, похожую на оплетку обычного коаксиальногокабеля. Особенностью ИФ являются так называемые»порты», т. е. отверстия в экране, расположенные срегулярными интервалами. Конструкция кабеляобеспечивает излучение электромагнитного поляпри пропускании по нему тока. Вблизи обоихкабелей формируется невидимое электромагнитноеполе, конфигурация которого зависит от взаимногорасположения ИФ.

Рис. 4. Конструкцияизлучающего фидера системы RAFID.

Попавший в радиочастотное поле объектизменяет фазу и амплитуду принимаемого сигнала(эффект Допплера), в результате чего анализаторгенерирует сигнал тревоги.

Кабели располагают параллельно другдругу и монтируются на жесткой стене или другомограждении, обеспечивая зону детектирования, какпоказано на рис. 5. (Расстояние между кабелями и ихрасположение определяются конкретнымитребованиями заказчика и условиямидетектирования).

Рис. 5 (а, б) зоныобнаружения системы RAFID.

Кабели системы RAFID устанавливаются нажестких оградах (бетон, кирпич, дерево) илинепосредственно в грунте. Количество линийкабеля (2 или 3) и их расположение на оградеопределяются задачей, стоящей перед охраннойсистемой. Так, если нужно регистрироватьнарушителя, пытающегося перелезть через ограду, то кабели располагаются вблизи средней линииограды (примерно на половине ее высоты), см. рис.5а. При этом вблизи нижней части ограды может бытьоставлена нечувствительная зона — «аллея дляживотных», на которых не должна реагироватьсистема. Если же нужно обнаружить нарушителя, только приближающегося к линии периметра, то вэтом случае один из кабелей крепят в нижней частиограды или непосредственно в почве на некоторомрасстоянии от стены (рис. 5б).

Для обработки сигналов в системеприменен мощный процессор, позволяющийпроводить «обучение» системы непосредственнона объекте. Процессор содержит в памяти кактиповые сигналы вторжения, так и нетревожныесигналы от окружающей обстановки (проходящийтранспорт и т. п.). При совпадении реальнорегистрируемого сигнала с одним из записанных впамяти тревожных образов система выдает сигналтревоги. Система практически не подверженавлиянию таких атмосферных факторов, как дождь, туман, град, снег, дым и применяется в различныхклиматических зонах.

Заключение

Принцип действия всех описанных вышеохранных систем основан на использованииэлектромагнитных волн радиочастотногодиапазона. Однако для охраны периметровразработаны и успешно применяются и другиесистемы, работающие с детекторами различныхтипов: оптические инфракрасные датчики (лучевыеи пассивные), сейсмические вибрационные датчики, микрофонные кабели, емкостные системы, волоконно-оптические кабели и др. Они будутрассмотрены в следующих номерах журнала.

Читайте также:  Скрытое охранное телевизионное наблюдение - Как сделать самому?
Не жмись, лайкни!



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подробнее в Сети, автоматизация, безопасность, связь
Cистемы телевизионного наблюдения, CCD камеры. Телевизионные наблюдения в сложных условиях — Как сделать самому?

Совсем недавно в 1970 году одновременно появились микропроцессор и прибор с зарядовой связью (CCD) [1]. Современная жизнь уже немыслима без...

Биометрические СКУД: о мифах и стереотипах. — Как сделать самому?

Развитие технологий биометрической идентификации набирает обороты. По оценкам аналитиков компании Frost & Sullivan, к 2015 году биометрический рынок в регионе...

Биометрическая идентификация в интегрированных системах безопасности. — Как сделать самому?

Всем хорошо известны сцены из фантастических фильмов: герой подходит к двери и дверь открывается, узнав его. Это одна из наглядных...

Биоключ — путь к безопасности. — Как сделать самому?

Благодаря высоким оперативно-техническим характеристикам биометрические средства защиты уже почти 20 лет пользуются заслуженным вниманием специалистов. Эти средства нашли применение, в...

Безопасный очаг: защита от бытовых катастроф — Как сделать самому?

Изначально жильё было призвано защищать людей от непогоды и диких животных. Позднее возникла необходимость закрывать доступ непрошеным гостям. С развитием...

Закрыть