СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ НАРУШИТЕЛЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ ДОРОГ
METHOD OF DETERMINING DIRECTION OF MOVEMENT OF OFFENDER AT ROAD INTERSECTION

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения (СО) с протяженной зоной обнаружения (ПЗО), построенных на радиолучевом или инфракрасном принципе обнаружения нарушителя, для сигнализационного прикрытия четырехсторонних перекрестков дорог [1, 2].
Часто маршрут движения нарушителя проходит по имеющейся сети дорог на местности. Во многом успех задержания нарушителя зависит от знания направления его движения. Поэтому сигнализационному прикрытию четырехсторонних перекрестков дорог уделяется значительное внимание. На практике для этого широко применяются СО с ПЗО, построенные на радиолучевом или инфракрасном принципе обнаружения нарушителя. ПЗО таких СО имеет форму эллипса вращения (длина от нескольких десятков до сотен метров, максимальная ширина - несколько метров) [1]. Так, известен способ определения направления движения нарушителя на четырехстороннем перекрестке с применением рассматриваемых СО, заключающийся в аналитическом выводе о направлении движения нарушителя по очередности и номерам СО, выдавших сигналы тревоги (фиг.1, 2) [2]. Недостатком этого способа является необходимость развертывания четырех СО на перекрестке, по одному на каждой из дорог.
Целью изобретения является снижение числа СО для сигнализационного прикрытия четырехстороннего перекрестка дорог с четырех до трех с сохранением возможности определения направления движения нарушителя.
Для достижения поставленной цели разработан способ определения направления движения нарушителя на перекрестке дорог, заключающийся в развертывании на четырехстороннем перекрестке трех СО таким образом, чтобы каждое СО прикрывало сразу две дороги, и последующем алгоритмическом выводе о направлении движения нарушителя по очередности и номерам сработавших СО в последовательности из двух, трех или четырех сигналов тревоги, поступивших за установленный интервал времени (фиг.3, 4).
Схема развертывания СО составляется таким образом, чтобы ПЗО каждого средства прикрывало две дороги с учетом ее возможной длины СО (фиг.5, 6).
Конкретные значения этих расстояний определяются тактико-техническими характеристиками СО и могут быть от нескольких десятков до сотни метров [1].
На четырехстороннем перекрестке движение нарушителя возможно в 12 направлениях. В зависимости от направления его движения возможно последовательное поступление от двух до четырех сигналов тревоги от СО, при этом для направлений АВ, ВА, DB, DA, СА, СВ вся последовательность сигналов совпадает с началом последовательности сигналов для других направлений (фиг.7). Поэтому по направлениям движения АВ, ВА, DB, DA, СА, СВ окончательный вывод возможен не ранее окончания установленного интервала времени (ДТ). Этот интервал определяется максимально возможным временем, за которое нарушитель пересечет все ПЗО при движении в заданном направлении. Он зависит от минимальной скорости движения нарушителя и расстояния, проходимого им от первой ПЗО до последней (фиг.3, 5):
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>t</mi><mrow><mi>N</mi><mi>max</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>S</mi><mi>N</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>V</mi><mrow><mi>min</mi></mrow></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Nmax
где Δt - максимально возможное время движения нарушителя через перекресток в заданном направлении от первой до последней ПЗО, с;
N
S - расстояние, проходимое нарушителем через перекресток в заданном направлении от первой до последней ПЗО, м;
min
V - нижний предел скорости нарушителя на перекрестке, м/с.
N
С учетом разработанной схемы развертывания СО на перекрестке эти расстояния S одинаковы для всех направлений и равны, поэтому (фиг.8):
<mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub><mo>⋯</mo><mo>=</mo><msub><mi>S</mi><mrow><mn>12</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mi>S</mi><mo>=</mo><mn>6</mn><mo>⋅</mo><msub><mi>L</mi><mrow><mi>о</mi><mi>х</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>/</mo><mn>5,</mn><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
где S - расстояние, проходимое нарушителем через перекресток в заданном направлении от первой до последней ПЗО и принимаемое для всех направлений, м;
oxp
L - длина ПЗО применяемого СО, м.
Таким образом, максимально возможное время движения нарушителя через перекресток от первой до последней ПЗО:
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>t</mi><mrow><mi>N</mi><mi>max</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>6</mn><mo>⋅</mo><mi>L</mi><mi>о</mi><mi>х</mi><mi>р</mi><mo>/</mo><mn>5</mn><mo>⋅</mo><msub><mi>V</mi><mrow><mi>min</mi></mrow></msub><mo>.</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Нижние пределы скоростей нарушителя зависят от конкретных условий местности, определены практически, известны и подтверждены на основе статистических исследований (фиг.9) [3-5].
Для надежности результата вывода установленный интервал времени, за который нарушитель пройдет перекресток в заданном направлении от первой до последней ПЗО, берется с коэффициентом 1,2:
<mrow><mi>Δ</mi><mi>T</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mi>Δ</mi><msub><mi>t</mi><mrow><mi>max</mi></mrow></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
где ΔT - установленный интервал времени, за который нарушитель пройдет перекресток в заданном направлении от первой до последней ПЗО, с. Таким образом, решение о направлении движения нарушителя принимается на основании полученной последовательности сигналов от СО и измеренного интервала времени Δt (фиг.10).
Способ включает два этапа: подготовительный и основной. Подготовительный этап:
1. Развертывание СО №3 с учетом рекомендуемых расстояний от центра перекрестка до точки пересечения оси ПЗО СО (фиг.4, 5).
2. Развертывание на перекрестке СО №1, 2, аппаратуры приема сигналов, анализа и представления информации (АПАПИ) (фиг.4, 5, 11).
3. Определение расчетного интервала времени ЛТ по формулам (3)-(4).
4. Составление таблицы принятия решения о направлении движения нарушителя на четырехстороннем перекрестке (фиг.10).
Основной этап начинается при движении нарушителя через перекресток дорог и включает следующие мероприятия.
1. Регистрацию АПАПИ первого сигнала тревоги от СО при появлении нарушителя на перекрестке и начало отсчета интервала времени Δt.
2. Регистрацию АПАПИ последующих сигналов тревоги от СО, продолжение отсчета интервала времени Δt.
3. Принятие решения о направлении движения нарушителя согласно таблице (фиг.10).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на:
- фиг.1 представлена схема известного способа определения направления движения нарушителя на перекрестке дорог;
- фиг.2 - таблица принятия решения о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог для известного способа;
- фиг.3 - схема предлагаемого способа определения направления движения нарушителя на перекрестке дорог;
- фиг.4 - таблица соответствия направлений движения нарушителя и последовательности сигналов тревоги;
- фиг.5 - схема развертывания средств обнаружения на перекрестке дорог;
- фиг.6 - таблица рекомендуемых размеров при развертывании средств обнаружения на перекрестке дорог;
- фиг.7 - таблица соответствия направлений движения нарушителя и последовательности сигналов тревоги, у которых совпадают первые два (три) номера средств обнаружения;
- фиг.8 - таблица расстояний, проходимых нарушителем от первой до последней зоны обнаружения в заданном направлении;
- фиг.9 - таблица диапазонов скоростей нарушителя на различных участках местности;
- фиг.10 - таблица принятия решения о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог;
- фиг.11 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации способа.
При реализации способа применяются следующие устройства: средство 1 обнаружения с передатчиком №1, устройство 2 управления таймером 3, средство 4 обнаружения с передатчиком №2, приемник 5 сигналов, решающее устройство 6, средство 7 обнаружения с передатчиком №3, монитор 8 (фиг.11).
Способ включает два этапа: подготовительный и основной.
Подготовительный этап:
1. Развертывание средства обнаружения с передатчиком №3 с учетом рекомендуемых расстояний от центра перекрестка до точки пересечения оси ПЗО СО (фиг.5, 6).
2. Развертывание на перекрестке средств обнаружения с передатчиком №1, 2 (фиг.5, 6).
3. Развертывание на местности аппаратуры приема сигналов, анализа и представления информации, включающей в себя: устройство 2 управления таймером 3, таймер 3, средство 4 обнаружения с передатчиком, приемник 5 сигналов, решающее устройство 6, монитор 8 (фиг.11).
4. Определение расчетного интервала времени ΔT (формула 3, 4).
5. Составление таблицы принятия решения о направлении движения нарушителя на четырехстороннем перекрестке и загрузку ее в решающее устройство 6 (фиг.10, 11).
Основной этап начинается при движении нарушителя через перекресток дорог и включает:
1. Регистрацию приемником 5 первого сигнала тревоги от одного из средств 1, 4 или 7 обнаружения с передатчиком при пересечении нарушителем его ПЗО, запуск таймера 3 устройством 2 управления таймером, начало отсчета им интервала времени Δt и запись номера средства обнаружения в решающее устройство 6 (фиг.11).
2. Продолжение отсчета интервала времени Δt таймером 3 и регистрацию приемником 5 последующих сигналов тревоги от средств обнаружения при пересечении нарушителем их ПЗО, запись их в решающее устройство 6 и (фиг.11).
3. Сравнение решающим устройством 6 поступающей последовательности сигналов с имеющимися последовательностями сигналов в таблице принятия решения о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог (фиг.10).
4. Окончание отсчета интервала времени Δt таймером 3 и регистрацию приемником 5 сигналов тревоги от средств обнаружения по команде решающего устройства 6 при условии совпадения полученной последовательности сигналов с имеющимися последовательностями сигналов и соответствия отсчитанного интервала времени Δt согласно таблице принятия решения о направлении движения нарушителя на перекрестке дорог (фиг.10).
5. Выведение результата на монитор 8 (фиг.11).
Технический результат состоит в снижении числа СО для сигнализационного прикрытия перекрестка дорог с четырех до трех с сохранением возможности определения направления движения нарушителя.
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. Псарев А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.
4. Баленко С.В. Школа выживания. - М.: 1994. - 140 с.
5. 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.