СПОСОБ СИГНАЛИЗАЦИОННОГО ПРИКРЫТИЯ ПЕРЕКРЁСТКА ДОРОГ И ПУТЕЙ ЕГО ОБХОДА
METHOD FOR SIGNALLING COVERAGE OF ROAD INTERSECTION AND BYPASS PATHS THEREOF

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения (СО) с протяженной гибкой линейной частью (ПГЛЧ) в виде гибкого кабеля, построенных на проводно-волновом или вибрационном принципе обнаружения, для сигнализационного прикрытия четырехсторонних перекрестков дорог и путей их обхода [1-3].
Как правило, маршрут своего движения нарушитель строит с учетом существующей сети дорог на местности. Он двигается или по самой дороге, или вдоль нее на безопасном удалении (в обход) [4]. Во многом успех задержания нарушителя зависит от знания силами реагирования направления его движения. Поэтому сигнализационному прикрытию четырехсторонних перекрестков дорог и путей их обхода уделяется значительное внимание. На практике для этого широко применяются СО с ПГЛЧ, построенных на проводно-волновом или вибрационном принципе обнаружения. [1-3]
Известен способ сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода с применением рассматриваемых СО, заключающийся в развертывании на перекрестке двух СО и последующем аналитическом выводе о направлении движения нарушителя по очередности поступления от одного до двух сигналов тревог от СО (фиг. 1, 2) [2]. Недостатком этого способа являются низкие вероятность обнаружения и точность указания направления движения нарушителя. Так, из четырнадцати возможных направлений движения (двенадцать через перекресток и два в обход его) два определяются однозначно, десять - двумя группами по пять, и при движении нарушителя в двух направлениях он не обнаруживается (фиг. 3).
Целью изобретения является повышение вероятности обнаружения и точности указания направления движения нарушителя при сигнализационном прикрытии перекрестка дорог и путей его обхода с применением только двух СО.
Для достижения поставленной цели разработан способ сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода, заключающийся в развертывании на четырехстороннем перекрестке дорог и прилегающей к нему местности двух СО с ПГЛЧ таким образом, чтобы они пересекали по три дороги каждая по полуокружности без пересечения друг с другом, продолжения этих ПГЛЧ лежали вдоль двух дорог, через которые проходят наиболее вероятные направления обхода перекрестка нарушителем, и применении алгоритма вывода, определяющего направление движения нарушителя по очередности поступления от одного до четырех сигналов тревоги за устанавливаемые интервалы времени их накопления (фиг. 4, 5).
На перекрестке дорог ПГЛЧ средств обнаружения развертываются таким образом, чтобы они пересекали по три дороги каждая по полуокружности без пересечения друг с другом. Также при развертывании ПГЛЧ учитывается наиболее вероятное направление движение нарушителя в обход перекрестка, для этого продолжения ПГЛЧ разворачиваются вдоль дорог, через которые они (направления обхода) проходят (фиг. 6). Всего возможно шесть вариантов схем развертывания ПГЛЧ, условно названных схемами А, Б, В, Г, Д и Е (фиг. 7, 8).
Для каждой из шести схем развертывания ПГЛЧ на перекрестке, когда нарушитель движется через перекресток, возможна последовательность от одного до четырех сигналов тревог от СО. Причем во многих случаях направление движения нарушителя через перекресток определяется по уникальной последовательности сигналов для каждого из перечисленных направлений. Так, однозначно определяются направления, при движении по которым поступает последовательность из двух и четырех сигналов, а также в четырех из восьми последовательностях из трех сигналов. Остальные направления определяются попарно, в том числе и обход перекрестка (фиг. 5, 9-13).
Каждой из шести предложенных схем соответствует своя таблица решения о направлении движения нарушителя (алгоритм вывода). При этом все шесть схем по точности определения направления движения равнозначны (фиг. 5, 9-13).
В большинстве случаев при движении через перекресток нарушитель пересекает ПГЛЧ одного СО несколько раз. Чтобы исключить ситуацию, при которой нарушитель вторично пересекает протяженную гибкую линейную часть СО, не установившегося в дежурный режим после выхода нарушителя из его зоны обнаружения в ходе первого пересечения, радиус полуокружности, по которой ПГЛЧ пересекает дороги, выбирается (фиг. 14):
ДР
где t - время установки средства обнаружения в дежурный режим, с;
Н - ширина зоны обнаружения средства обнаружения, м;
MAX
V - верхний предел скорости нарушителя на перекрестке дорог, м/с;
R1, R2 - радиусы полуокружностей протяженных гибких линейных частей средств обнаружения №1 и №2 соответственно, м.
При развертывании ПГЛЧ центр полуокружности одного СО совпадает с центром перекрестка, другого СО - лежит выше центра перекрестка на расстоянии трех зон обнаружения, остальная часть ПГЛЧ (L1, L2) разворачивается вдоль дороги (фиг. 14, 15).
Ширина зоны обнаружения (Н), время установления средства в дежурный режим зависят от конкретного применяемого СО и лежат в пределах десятка метров и десятка секунд соответственно. Поэтому радиусы полуокружностей будут находиться в пределах 20-70 метров (фиг. 15, 16).
MAX
Пеший нарушитель движется со скоростью, пределы которой зависят от условий местности (фиг. 17). Пределы этих скоростей определены практически, известны и подтверждены на основе экспериментальных исследований [4-6]. Для упрощения расчетов рекомендуется брать верхний предел скорости (V), равный 10 км/час (2,8 м/с), что с высокой степенью гарантии обеспечивает выполнение условия учета возможной максимальной скорости нарушителя (фиг. 17).
В некоторых поступающих последовательностях первые сигналы могут совпадать (фиг. 5, 9-13). Для исключения ошибки вывода о направлении движения время накопления поступающих сигналов не может быть меньше минимального значения. Это время зависит от отношения максимального расстояния, проходимого нарушителем через перекресток в заданном направлении, к его минимальной скорости
где Δt - время накопления поступающих сигналов, с;
Т - минимальное время накопления поступающих сигналов, с;
MAX
S - максимальное расстояние, проходимое нарушителем через перекресток в заданном направлении от первого до последнего пересечения с линейной частью СО, м;
MIN
V - нижний предел скорости нарушителя на перекрестке, м/с.
MIN
Для упрощения расчетов рекомендуется брать нижний предел скорости нарушителя V равным 0,36 км/час (0,1 м/с), что сопоставимо с минимальной скоростью нарушителя, при которой он обнаруживается СО, построенных на сейсмическом принципе обнаружения или принципе линии вытекающей волны [1-3].
Максимальное расстояние, проходимое нарушителем через перекресток в заданном направлении, относится к участкам, где он пересекает ПГЛЧ четыре раза, поэтому можно принять, что (фиг. 14)
Окончательный вид формулы определения минимального времени накопления поступающих сигналов
Способ включает два этапа: подготовительный и основной. Подготовительный этап включает:
1. Определение наиболее вероятных направлений обхода перекрестка нарушителем (фиг. 6).
2. Развертывание средств 1 и 2 обнаружения с передатчиками с учетом рекомендуемых параметров сигнализационного рубежа по одной из шести схем (А-Е), соответствующей выявленным вероятным направлениям обхода перекрестка нарушителем (фиг. 7, 8, 14).
3. Развертывание на местности аппаратуры приема сигналов, анализа и представления информации, включающей в себя: приемник 3 сигналов, устройство 4 управления таймером 5, решающее устройство 6 и монитор 7 (фиг. 18).
3. Определение минимального времени накопления поступающих сигналов Т по формуле 4.
4. Составление таблицы принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на четырехстороннем перекрестке в соответствии с выбранной схемой развертывания (А-Е) и загрузку ее (его) в решающее устройство 6 (фиг. 5, 9-13).
5. Начало работы средств 1 или 2 обнаружения с передатчиком в дежурном режиме.
Основной этап начинается при движении нарушителя через перекресток дорог или в обход него и попадании его в зону обнаружения одного из СО и включает следующие подэтапы.
1. Регистрация приемником 3 первого сигнала тревоги от одного из средств 1 или 2 обнаружения с передатчиком при пересечении нарушителем его зоны обнаружения, запуск таймера 5 устройством 4 управления таймером, начало отсчета им интервала времени Δt и запись номера средства обнаружения в решающее устройство 6 (фиг. 18).
2. Дальнейшая регистрация приемником 3 и сравнение решающим устройством 6 поступающей последовательности сигналов с имеющимися в таблице принятия решения (алгоритмом вывода) о направлении движения нарушителя (фиг. 5, 9-13).
3. Формирование вывода о направлении движения нарушителя решающим устройством 6 при совпадении полученных данных с имеющимися в таблице принятия решения (алгоритме вывода) (фиг. 5, 9-13).
4. Обнуление таймера 5 устройством 4 управления таймером. Выведение результата о направлении движения нарушителя на монитор 7 (фиг. 18).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на:
- фиг. 1 представлена схема развертывания протяженных гибких линейных частей двух средств обнаружения в известном способе сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода с примерами направлений движения нарушителя;
- фиг. 2 - схема развертывания протяженных гибких линейных частей двух средств обнаружения в известном способе сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода с примерами направлений движения нарушителя через перекресток;
- фиг. 3 - таблица принятия решения (алгоритм вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для известного способа сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода с развертыванием протяженных гибких линейных частей двух средств обнаружения;
- фиг. 4 - схема развертывания протяженных гибких линейных частей средств обнаружения в предлагаемом способе сигнализационного прикрытия перекрестка дорог и путей его обхода (схема А);
- фиг. 5 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог в предлагаемом способе для схемы А;
- фиг. 6 - таблица комбинаций наиболее вероятных направлений обхода перекрестка нарушителем;
- фиг. 7 - схемы развертывания протяженных гибких линейных частей средств обнаружения в зависимости от наиболее вероятных направлений обхода перекрестка нарушителем (схемы А, Б, В);
- фиг. 8 - схемы развертывания протяженных гибких линейных частей средств обнаружения в зависимости от наиболее вероятных направлений обхода перекрестка нарушителем (схемы Г, Д, Е);
- фиг. 9 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для схемы Б;
- фиг. 10 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для схемы В;
- фиг. 11 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для схемы Г;
- фиг. 12 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для схемы Д;
- фиг. 13 - таблица принятия решения (алгоритма вывода) о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для схемы Е;
- фиг. 14 - схема развертывания средств обнаружения и их протяженных линейных частей с обозначением основных размеров (расстояний);
- фиг. 15 - схема границ зоны обнаружения средств обнаружения, развернутых на перекрестке;
- фиг. 16 - сводная таблица некоторых усредненных тактико-технических показателей средств обнаружения и рекомендуемых геометрических размеров сигнализационного рубежа.
- фиг. 17 - таблица диапазонов скоростей нарушителя на различных участках местности;
- фиг. 18 - структурная схема сбора, обработки и отображения информации по радиоканалу.
Технический результат состоит в повышении вероятности обнаружения (нарушитель обнаруживается при его движении во всех направлениях) и точности указания направления движения нарушителя (из двенадцати направлений движения по перекрестку - четыре определяются попарно и восемь однозначно, направления обхода также определяются попарно) при сигнализационном прикрытии перекрестка дорог и путей его обхода с применением только двух СО.
Источники информации
1. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: уч. пособие / Р.Г. Магауенов. - М.: Горячая - Телеком, 2004. - 367 с.
2. Коршняков В.Г. Сигнализационные средства охраны локальных участков: уч. пособие / В.Г. Коршняков. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2004. - 135 с.
3. Маршалов Т.А. Технические средства охраны границы: учебник / Т.А. Маршалов, А.В. Густов, И.М. Потапов. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2009. - 568 с.
4. Шумов В.В. Применение математических методов и моделей для обоснования решений на охрану государственной границы: Научно-практическое пособие. - Часть 2. - М.: Просвещение, 1996. - 196 с.
5. Псарев А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.
6. Баленко С.В. Школа выживания. - М.: 1994. - 140 с.