методы и средства. Методы и средства инженерной защиты и технической охраны объектов
 Скачать 178.74 Kb.
|
|
Тепловизионные системы Современные охранные телевизионные системы широко используются на самых различных объектах, поэтому существует необходимость улуч- шения их тактико-технических характеристик. Сделать это можно за счет применения тепловизионной аппаратуры и интеллектуализации обработки видеосигналов путем применения цифровых технологий. В отличие от ТВ- камер на приборах с зарядовой связью (ПЗС матрицах) или ТВ-камер, сочлененных с усилителями яркости изображения, в тепловидении исполь- зуется совершенно другой источник информации, недоступный невоору- женному глазу человека. Это собственное излучение нагретых тел, не зави- сящее от уровня освещенности и времени суток. Данное излучение обрабатывается и преобразовывается в видимое изображение, а так как из- лучение тепловой энергии присуще всем без исключения телам, то с по- мощью тепловизионных приборов можно наблюдать все тела и предметы в спектральном диапазоне длин волн 3–5 и 8–14 мкм, температура которых представляет интерес для охраны объектов [11]. Спектральный диапазон действия тепловизионной аппаратуры являет- ся более благоприятным, чем видимый и ближний ИК диапазоны [12]. В этом отношении тепловизионные приборы менее уязвимы, чем и опреде- ляется их большая дальность действия, так как частицы тумана и дымки меньше рабочей длины волны этой аппаратуры. 294 Тепловизионные средства наблюдения за объектами ночью и днем, а также в ухудшенных условиях видимости в сравнении с традиционными приборами наблюдения обладают следующими принципиальными пре- имуществами: • возможность круглосуточного наблюдения (причем в темное время суток дальность видения увеличивается); • пассивный принцип работы; • обнаружение следов транспортных средств; • возможность распознавания малых объектов (человека) на фоне больших и средних, а также контроля динамики обстановки в зоне наблю- дения. Современные тепловизионные приборы позволяют обнаружить чело- века на расстоянии 1–5 км. Сдерживающим фактором широкого внедрения тепловизионных средств в охранных системах является их высокая стои- мость. Ведущие зарубежные компании стремятся снизить стоимость за счет модульного принципа построения аппаратуры и применения матрич- ных неохлаждаемых микроболометров. Интегрированный комплект ES30TI компании Pelco на базе тепловизора Flir (рис. 5.21) позволяет __________осуществлять видеонаблюдение в дальнем ИК- диапазоне спектра при любых атмосферных условиях: туман, дождь, снегопад или ночь при температурах от –45 до +50 ºС и порывах ветра до 58,1 м/с. Блок тепловизора размещен во всепогодном кор- пусе со степенью защиты IP66, который установлен на скоростное поворотное устройство. Эта тепловизионная камера использует в качестве тепловизионного приемника неохлаждаемую микро- болометрическую матрицу из 320×240 элементов со спектральной чувствительностью 7,5–13,5 мкм (длин- новолновая область ИК-спектра) и температурной чувствительностью 0,040°. При поглощении тепла те- плочувствительными элементами матрицы изменяется электрическая проводимость полупроводниковых переходов, соединяю- щих теплочувствительные элементы. Электрические потенциалы обраба- тываются процессором и на основе полученных данных тепловизионная камера формирует картину распределения температуры, которую и видит оператор системы видеонаблюдения на экране обычного видеомонитора. Независимо от погодных условий тепловизионная камера позволяет выбирать различные цветовые схемы изображения, выводимого на экран оператора: черно-белую, цветную или их комбинацию. В черно-белом ре- Рис. 5.21. Уличная тепловизионная ка- мера Pelco ES30TI 295 жиме наиболее теплые области в поле зрения камеры отображаются как белые, наиболее холодные – как черные (или наоборот). В цветном режиме теплые области выделяются красным цветом, а холодные – синим. Для удобства оператора на экран с изображением можно вывести информацию об угле азимута (горизонталь), угле места (вертикаль), о режиме работы камеры и другие параметры. Все модели тепловизионных камер серии ES30TI подключаются к уст- ройствам системы видеонаблюдения так же, как и любые традиционные поворотные камеры наблюдения. Видеосигнал с камеры передается на принимающее устройство (монитор или видеорегистратор) по коаксиаль- ному кабелю. Способность обнаруживать объекты в невидимой человеческому глазу области спектра делает тепловизионные камеры оптимальным решением для обнаружения вторжений на охраняемую территорию и позволяет по- строить систему видеонаблюдения объекта или его периметра полностью независимую от погодных условий и освещенности. Инфракрасные системы Инфракрасные пассивные элементы применяются главным образом внутри помещений и были рассмотрены ранее. Лучевые инфракрасные системы (их часто называют также линейными активными оптико-электронными извещателями) состоят из передатчика и приемника, располагаемых в зоне прямой взаимной видимости. Такой дат- чик формимует сигнал тревоги при прерывании луча, попадающего на фо- топриемный блок. Отличительная особенность активных лучевых систем – возможность создания очень узкой зоны обнаружения. На практике сече- ние чувствительной зоны определяется размером используемых в оптиче- ских блоках линз. Это особенно важно для объектов, вокруг которых не- возможно создать зону отчуждения. Однако, как и радиолучевые, ИК- лучевые системы могут применяться только на прямолинейных участках периметров или оград. Основная проблема лучевых ИК-охранных приборов – ложные сраба- тывания при неблагоприятных атмосферных условиях (дождь, снегопад, туман), уменьшающих прозрачность среды. Надежность __________в таких случаях обеспечивают за счет многократного превышения энергии луча над мини- мальным пороговым значением, необходимым для срабатывания датчика. Источником помех может быть также прямая засветка приемника сол- нечными лучами. Чаще всего это случается на закате или рассвете, когда солнце стоит низко над горизонтом. Согласно российским стандартам дат- чик должен сохранять работоспособность при естественной освещенности не менее 10000 лк и не менее 500 лк – от электрических осветительных приборов. Большинство современных отечественных и зарубежных луче- вых датчиков имеют специальные средства фильтрации фонового излуче- 296 ния и отвечают указанным выше требованиям. Однако для обеспечения высокой помехозащищенности от засветки очень важно правильно юсти- ровать датчик при его настройке и выполнять все рекомендации изготови- теля по монтажу. Кроме того, ИК системы могут срабатывать при попадании в луч птиц, листьев и веток деревьев или др. Для повышения устойчивости и надежно- сти ИК-лучевых систем их делают многолучевыми (обычно используют 2 или 4 независимых __________луча), а также применяют схемы автоматической об- работки сигналов, минимизирующие влияние внешней среды. Специальные меры принимают для сохранения работоспособности датчиков в зимних условиях, при возможности обмерзания или налипания снега на оптические поверхности блоков. Достаточно надежными метода- ми борьбы с указанными явлениями служат специальные козырьки на оп- тических фильтрах и внутренние обогреватели оптико-электронных блоков. Одними из распространенных отечественных ИК-лучевых охранных приборов является извещатель цифровой охранный оптико-электронный «Филин» (рис. 5.22). Извещатель предназначен для охраны периметров различных объектов. Принцип действия извещателя основан на регистрации изменения уровня теплового излучения при движении людей в зоне об- наружения. Извещатель обладает низким потребле- нием тока (13 мА) и узкой зоной обнару- жения. Извещатель выполнен на основе цифро- вой технологии, что позволяет обнаружи- вать медленно движущегося нарушителя (от 0,1 м/с) на расстоянии 100 м. Извещатель сохраняет работоспособ- ность при воздействии следующих климати- ческих факторов: – температуре окружающего воздуха от минус 40 °С до плюс 55 °С; – относительной влажности воздуха до 98%, при температуре 25 °С. Извещатель формирует извещение о тревоге при пересечении челове- ком зоны обзора в полный рост или согнувшись. Вероятность обнаружения нарушителя, не менее 0,98. Извещатель охранный инфракрасный активный «МИК-02» (рис. 5.23) предназначен для охраны участков периметра различных объектов, неота- пливаемых помещений и выдачи тревожного извещения путем размыкания выходных контактов исполнительного реле при пересечении зоны обнару- жения нарушителем. Рис. 5.22. Извещатель цифро- вой охранный оптико- электронный «Филин» 297 «МИК-02» относится к группе двухпозиционных оптических инфра- красных средств обнаружения, состоящих из пары «излучатель-приемник». Принцип действия извещателя основан на формировании в пространстве между излучателем и приемником невидимого глазом ИК-луча, прерыва- ние которого вызывает сигнал тревоги. Извещатель обеспечивает непрерывную круглосуточную работу и со- храняет свои характеристики при температуре окружающей среды от -40° до +65 °С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре +35 °С. Извещатель работоспособен и не выдает тревожного извещения при: • воздействии осадков в виде дождя, тумана и снега; • воздействии солнечной радиации; • воздействии ветра со скоростью до 30 м/сек; • воздействии вибрации (метро, железная дорога и т.п.); • воздействии электростатического разряда по ГОСТ Р 50009-92. Извещатель обеспечивает выдачу тревожного извещения при: • пересечении человеком зоны обнаружения со скоростью 0,3...10 м/сек; • одновременном пропадании напряжения сети и резервного питания; • попытке маскирования премника извещателя; • попытке демонтажа извещателя; • выходе из строя блоков извещателя. Вероятность обнаружения нарушителя – не менее 0,98. Одна из модификаций детектора фирмы SEL – комбинированный дат- чик Redwatch-100Q – объединяет в себе пассивный ИК-датчик и встроен- ную миниатюрную видеокамеру, поле зрения которой совпадает с чувстви- тельной зоной ИК-датчика (рис. 5.24). Возможность оперативной визуаль- Рис. 5.24. Комбинированный ИК-датчик Redwatch-100Q с видеокамерой Рис. 5.23. Извещатель __________охранный инфракрасный активный «МИК-02» 298 ной проверки ситуации в «тревожной» зоне сильно повышает общую эф- фективность охраны Емкостные системы охраны периметров Наиболее широко применяемыми отечественными средствами охраны периметров, использующими емкостный метод обнаружения, являются приборы серии «Радиан» [57]. Ёмкостное средство обнаружения «Радиан-14» (рис. 5.25) предназна- чено для охраны периметра объектов, включая ворота, с использованием в качестве чувствительного элемента сигнализационного заграждения (СЗ). Рис. 5.25. Ёмкостное средство обнаружения «Радиан-14» Принцип действия прибора основан на регистрации изменения элек- трической емкости сигнализационного заграждения относительно земли. Изменение этой емкости на величину, превышающую установленный уро- вень, вызывает срабатывание прибора. Отличительной особенностью при- бора является наличие дополнительного (активного) канала, позволяющего компенсировать сигналы, возникающие при воздействии на СЗ внешних факторов в виде дождя или мокрого снега. Обеспечивается функционирование в составе комплексов охранной сигнализации совместно с системами сбора и обработки информации, имеющими контактный вход, или автономно с простейшими звуковыми сигнализаторами. Предусмотрена возможность осуществления дистанци- онного контроля работоспособности прибора. Длина охраняемого рубежа – до 500 м. Радиолучевые охранные системы Радиолучевые охранные системы являются одними из основных средств предупреждения проникновения нарушителей вокруг больших ох- раняемых объектов. Их отличительной особенностью является всепогод- ность, обеспечение охранных функций в условиях дня и ночи, при любых метеоусловиях и во время катаклизмов. 299 Принцип действия радиолучевых охранных систем основан на форми- ровании между передающим и приемным блоками, их антеннами электро- магнитного поля, которое представляет собой чувствительную среду, реги- стрирующую появление объекта внутри данной зоны регистрации. Такие радиолучевые охранные системы могут быть как объемными, так и протяженными, регистрирующими прохождения нарушителей через протяженное электромагнитное поле. В протяженных системах регистри- рующее поле формируют как можно тоньше в виде электромагнитного за- бора Дальность действия таких электромагнитных заборов составляет от единиц до сотен метров. Перекрытие площади поперечного сечения электромагнитного луча телом нарушителя можно представить формулой [20]: Pup =β0 (1+m)Pu , где Pu – мощность сигнала передатчика на вы- ходе передающей антенны; Pup – мощность по- лезного сигнала на входе приемной антенны; β0 – коэффициент передачи радиолокационного сигнала при отсутствии нарушителя; m – коэф- фициент модуляции полезного сигнала наруши- телем. При движении нарушителя в полный рост (m=0,5 – 0,9) изменение β0 (1+m) составляет 3–10 дБ. При перемещении нарушителя ползком (m = 0,1 – 0,25) изменение β0 (1+m) составляет 0,4–1,0 дБ. Фиксация тревожного сигнала осуществля- ется на основе анализа изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в зоне постороннего предмета. Применяют радиолучевые системы как при установке вдоль оград, так и для охраны неог- ражденных участков периметров. Эти системы обычно рассчитаны на об- наружение нарушителя, который преодолевает рубеж охраны в полный рост или согнувшись. 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. На рис. 5.26 показаны блоки радиолу- чевой системы ERMO 482 фирмы CIAS [57]. Приборы выпускаются в не- скольких модификациях – для рубежей протяженностью 50, 80, 120 и 200 м. Используемые в блоках параболические антенны обеспечивают малую Рис. 5.26. Радиолучевая система ERMO 482 300 расходимость луча, что позволяет использовать эту систему даже в услови- ях интенсивного городского движения. Частота излучения передатчика – 10,58 ГГц, питание – от аккумуляторной батареи или сетевого адаптера. Диаметр блока – 310 мм, глубина – 270 мм, масса – 3 кг. Блоки монтируют- ся на сборных металлических штангах, позволяющих устанавливать излу- чатель и приемник на высоте до 1 метра. Со штангой конструктивно объе- динена коробка для блока питания и аккумулятора. Диапазон рабочих температур –25° до +55 °С. Радиолучевые системы обеспечивают только одну зону охраны и при- меняются на прямолинейных участках периметра. На участках с непрямо- линейной границей или при сложном рельефе местности нужно использо- вать многозонную систему, состоящую из нескольких комплектов аппаратуры. Радиоволновые охранные системы Принцип работы радиоволновой охранной системы основан на регист- рации возмущений электромагнитного поля, которые создает попадающий в это поле нарушитель. В простейшем случае система, например Рафид, содержит пару распо- ложенных параллельно излучающих фидеров (ИФ), один из которых явля- ется передающей, а другой – приемной антенной радиочастотного поля (рис. 5.27). Выходной сигнал приемника непрерывно контролируется ана- лизатором. Рис. 5.27.Схема расположения излучающих фидеров ИФ представляет собой специально сконструированный коаксиальный кабель, содержащий внутренний провод, изолированный диэлектриком от внешнего экрана. Внешний экран имеет так называемые «порты» или от- верстия в экране, расположенные с регулярными интервалами. Такая кон- струкция кабеля обеспечивает излучение электромагнитного поля при про- пускании по нему тока. К одному из кабелей приложено высокочастотное напряжение посто- янной амплитуды; этот кабель является простейшей антенной, излучающей 301 сигнал по всей длине. Второй кабель является приемной антенной, в нем наводится небольшой сигнал постоянной амплитуды от передающего кабеля. Любой предмет, попавший в поле излучения, изменяет напряжение, наводимое во втором кабеле. Когда человек, тело которого содержит большое количество воды, движется в зоне поля, в приемном кабеле воз- никает сильный сигнал. Высокое отношение сигнала к шуму в этом случае позволяет обнаружить вторжение в охраняемую зону и обнаружить сигнал тревоги. Кабели располагаются параллельно друг другу и монтируются на же- сткой стене или другом ограждении, обеспечивая зону детектирования. Электрошоковые системы охраны периметров К устройствам активной охраны периметров относятся электрошоко- вые системы. Они предназначены для защиты периметров объектов от не- законного проникновения нарушителей. Принцип работы систем основан на легком воздействии электрических импульсов высокого напряжения на нарушителя при соприкосновении его с ограждением. При обрыве или за- мыкании нитей ограждения вырабатывается сигнал «Тревога». В большинстве электрошоковых систем сочетаются одновременно фи- зическое препятствие и сигнализационная система, что позволяет эконо- мить средства при защите объекта. Электрошоковое средство охраны периметра представляет собой ог- раждение с изолирующими опорами, на которых закреплены оголенные электропровода, соединенные с электронным блоком (контроллером). Кон- троллер вырабатывает электроимпульсы высокого напряжения, которые оказывают нелетальное воздействие на нарушителя. В результате воздей- ствия на ограждение (замыкание или обрыв проводов) активизируется сиг- нал тревоги, который поступает на охранную панель. Параметры системы (количество проводов, расстояние между ними, длина контролируемой зоны) являются различными и выбираются в соот- ветствии с требованиями по охране объекта. Система позволяет создавать проводные электризуемые ограждения различной конфигурации: • на заборы любого типа в виде козырька; • по верху стен и крыш в виде козырька; • совместно с существующим ограждением в виде второго забора; • как отдельно стоящий забор.__ |