КОМБИНИРОВАННОЕ СРЕДСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к техническим средствам охраны периметров объектов, в частности к комбинированным средствам обнаружения, состоящим из двух и более средств обнаружения, основанных на разных физических принципах действия, и может быть использована для сигнализационного блокирования периметров объектов и протяженных рубежей на равнинной и пересеченной местности.
Известно техническое средство охраны периметров объектов - комбинированное средство обнаружения IME250 серии ABSOLUTE итальянской компании «SICURIT ALARMITALIA», в котором конструктивно объединены двухпозиционный радиолучевой модуль и несколько оптических инфракрасных модулей (Журнал «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ» №1 (67) февраль - март 2006. Статья «Возвращаясь к применению РТСО». ООО «Гротек»). Извещатели комбинированного средства обнаружения выполнены в виде двух стоек - передающей и приемной. Внутри стоек установлены модули инфракрасных приемников и передатчиков, а также вмонтированы излучающая и приемная антенны радиолучевых модулей. Высота стоек - 2 м. Двойная технология (комбинирование радиотехнического и оптического средств обнаружения) позволяет снизить вероятность ложных срабатываний и повысить надежность обнаружения. Протяженность блокируемого рубежа - до 150 м. Количество оптических модулей - до 6. Для обеспечения работоспособности при низких температурах окружающей среды стойки извещателей оснащены нагревателем «IMERES». Особенности: выбор частоты модуляции радиолучевых модулей, возможность установки видеокамер в стойках.
Признаки аналога, совпадающие с признаками предлагаемой полезной модели:
1. Наличие двух средств обнаружения, основанных на разных физических принципах действия.
2. Возможность осуществления видеоконтроля за обстановкой на периметре.
3. Зона охраны разделена на отдельные участки.
Недостатками этого устройства являются:
1. Данное устройство не рассчитано для установки на заграждении, обеспечивающем физическое препятствие несанкционированному проникновению на охраняемую территорию, и поэтому не может быть использовано в качестве первого сигнализационного рубежа охраны периметра объекта. При использовании данного устройства для сигнализационного блокирования периметра потребуется создание первого рубежа в виде железобетонного, кирпичного или решетчатого забора, который необходимо также оснастить средством обнаружения. Размещение средств обнаружения на разных рубежах охраны потребует прокладки в зоне отчуждения, между рубежами, поперечных кабельных линий, что приведет к увеличению общей длины кабельных линий, и соответственно энергопотребления средств обнаружения.
2. Для обеспечения работоспособности при низких температурах окружающей среды необходима установка в стойках нагревателей, что увеличивает энергопотребление данного комбинированного средства обнаружения.
3. Прокладка кабельных линий возможна только под поверхностью контрольно-следовой полосы, т.к. кабельные короба, закрепленные на стойках извещателей, будут создавать мертвые зоны для радиотехнического и оптического средств обнаружения. Для поддержания контрольно-следовой полосы в рабочем состоянии требуется регулярно проводить
профилирование ее поверхности с помощью специальной техники. При проведении работ по профилированию контрольно-следовой полосы не исключена возможность повреждения кабельных линий, проложенных под ее поверхностью, что снижает надежность комбинированного средства обнаружения.
4. Высокая стоимость строительных и монтажных работ за счет необходимости выполнения земляных работ при прокладке кабельных линий.
В качестве прототипа выбрано комбинированное средство обнаружения на основе радиотехнических средств обнаружения, которое содержит радиолучевое (радиоволновое двухпозиционное) средство обнаружения, радиоволновое средство обнаружения на основе линии вытекающей волны, и вибрационное (трибоэлектрическое) средство обнаружения. (Журнал «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ» №1 (67) февраль - март 2006. Статья «Возвращаясь к применению РТСО». ООО «Гротек»). Функционирование комбинированного средства обнаружения основано на образовании каждым средством обнаружения зон обнаружения, при пересечении которых нарушителем или группой нарушителей выдается сигнал срабатывания. Радиоволновое двухпозиционное средство обнаружения создает зону обнаружения в верхней части сетчатого ограждения с целью предотвращения преодоления его сверху. Радиоволновое средство обнаружения на основе линии вытекающей волны создает зону обнаружения в непосредственной близости от сетчатого ограждения с целью предотвращения подхода или подкопа под ним. Вибрационное средство обнаружения создает зону обнаружения на сетчатом ограждении. Протяженность блокируемых участков охраны - от 50 до 125 м.
Признаки аналога, совпадающие с признаками предлагаемого изобретения:
1. Наличие радиолучевого и вибрационного средств обнаружения.
2. Зона охраны разделена на отдельные участки.
К недостаткам этого устройства-прототипа относятся:
1. Размещение средств обнаружения на разных рубежах охраны требует прокладки в зоне отчуждения, между рубежами, поперечных кабельных линий, что приводит к увеличению общей длины кабельных линий, и соответственно энергопотребления комбинированного средства обнаружения.
2. Прокладка поперечных кабельных линий в зоне отчуждения осуществляется под поверхностью контрольно-следовой полосы. При проведении работ по профилированию контрольно-следовой полосы не исключена возможность повреждения кабельных линий, проложенных под ее поверхностью, что снижает надежность комбинированного средства обнаружения.
3. Включение в состав данного устройства третьего средства обнаружения - радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны, существенно увеличивает стоимость оборудования, строительных и монтажных работ и при этом не приводит к повышению надежности обнаружения и снижению вероятности ложных срабатываний, т.к. каждое средство обнаружения, входящее в состав комбинированного средства, решает только свою задачу - обнаруживает попытку преодоления способами: перелаза, либо подкопа, либо разрушения сетчатого заграждения. Так радиоволновое двухпозиционное средство обнаружения создает зону обнаружения только в верхней части сетчатого ограждения с целью предотвращения преодоления его сверху. Вибрационное средство обнаружения создает зону обнаружения на сетчатом ограждении. Радиоволновое средство обнаружения на основе линии вытекающей волны создает зону обнаружения в непосредственной близости от сетчатого ограждения с целью предотвращения подхода или подкопа под ним. В тоже время, для обнаружения подкопа под сетчатым ограждением достаточно расширить зону обнаружения радиоволнового двухпозиционного средства обнаружения от верхней части сетчатого ограждения до уровня земли, а у
вибрационного средства обнаружения заглубить сетчатое полотно в землю на 300 мм. При этом задача обнаружения нарушителя, преодолевающего заграждение способами: перелаза, подкопа, демонтажа или разрушения ограждения может быть решена с использованием двух средств обнаружения - вибрационного и радиоволнового.
4. Отсутствует видеоконтроль за обстановкой на периметре, что исключает возможность объективно оценить тревожную ситуацию, и потребует немедленного выдвижения сил реагирования к тревожному участку при каждом срабатывании средства обнаружения, в том числе и при ложном срабатывании.
5. Высокая стоимость строительных и монтажных работ за счет необходимости выполнения земляных работ при прокладке кабельных линий.
Задачей полезной модели является создание комбинированного средства обнаружения, в котором были бы устранены вышеуказанные недостатки.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, - снижение энергопотребления, уменьшение массогабаритных характеристик и повышение надежности работы комбинированного средства обнаружения.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в комбинированном средстве обнаружения, содержащем вибрационное средство обнаружения и радиолучевое средство обнаружения, предусмотрено следующее отличие - оно оснащено устройством телевизионного контроля, причем данные средства обнаружения, устройство телевизионного контроля и их кабельные сети конструктивно размещены на одном заграждении.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно:
1. В предлагаемом комбинированном средстве обнаружения входящие в него средства обнаружения, устройство телевизионного контроля и их
кабельные сети размещены на одном заграждении. Такое расположение позволяет исключить поперечные кабельные линии, которые неизбежны при размещении средств обнаружения и устройства телевизионного контроля на разных рубежах, так как к аппаратуре средств обнаружения и устройства телевизионного контроля на каждом участке охраны необходимо подвести кабели электропитания и связи. При большом количестве участков у протяженных рубежей охраны, исключение поперечных кабельных линий позволяет существенно сократить общую длину кабельных линий, и соответственно снизить энергопотребление комбинированного средства обнаружения.
2. Кабельные сети размещены на заграждении над землей, вдоль рубежа охраны, что исключает возможность их повреждения при проведении работ по профилированию контрольно-следовой полосы и соответственно повышает надежность комбинированного средства обнаружения.
Полезная модель позволяет:
1. Снизить энергопотребление комбинированного средства обнаружения за счет сокращения длины кабельных сетей.
2. Повысить надежность работы комбинированного средства обнаружения.
3. Снизить стоимости оборудования, строительных и монтажных работ за счет сокращения длины кабельных сетей и исключения земляных работ при прокладке кабельных линий.
4. Уменьшить ширину комбинированного средства обнаружения за счет размещения входящих в него средств обнаружения, устройства телевизионного контроля и кабельных сетей на одном заграждении.
Техническая сущность и принцип действия предложенной системы поясняются чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - Общий вид участка охраны комбинированного средства обнаружения на основе радиотехнических средств обнаружения.
Фиг.2 - Сечение участка охраны комбинированного средства обнаружения на основе радиотехнических средств обнаружения.
Фиг.3 - Сечение участка охраны предлагаемого комбинированного средства обнаружения.
На Фиг.1 приведены следующие обозначения:
1 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
2 - металлическое сетчатое заграждение вибрационного средства обнаружения;
3 - передающий блок радиолучевого средства обнаружения;
4 - кабельные элементы радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны;
5 - приемный блок радиолучевого средства обнаружения;
6 - контрольно-следовая полоса;
7 - блок обработки вибрационного средства обнаружения;
8 - стойка приемного блока радиолучевого средства обнаружения;
9 - кабели электропитания и связи вибрационного средства обнаружения с периферийным контроллером;
10 - электронный блок радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны;
11 - кабели электропитания и связи радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны с периферийным контроллером;
12 - кабели электропитания и связи радиолучевого средства обнаружения с периферийным контроллером;
13 - шкаф участковый.
На Фиг.2 приведены следующие обозначения:
1 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
2 - металлическое сетчатое заграждение вибрационного средства обнаружения;
4 - кабельные элементы радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны;
5 - приемный блок радиолучевого средства обнаружения;
6 - контрольно-следовая полоса;
7 - блок обработки вибрационного средства обнаружения;
8 - стойка приемного блока радиолучевого средства обнаружения;
9 - кабели электропитания и связи вибрационного средства обнаружения с периферийным контроллером;
10 - электронный блок радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны;
11 - кабели электропитания и связи радиоволнового средства обнаружения на основе линии вытекающей волны с периферийным контроллером;
12 - кабели электропитания и связи радиолучевого средства обнаружения с периферийным контроллером;
13 - шкаф участковый;
14 - магистральный кабель связи комбинированного средства обнаружения с системой сбора и обработки информации;
15 - кабель дистанционного электропитания комбинированного средства обнаружения.
На Фиг.3 приведены следующие обозначения:
1 - кабельный чувствительный элемент вибрационного средства обнаружения;
2 - металлическое сетчатое заграждение вибрационного средства обнаружения;
5 - приемный блок радиолучевого средства обнаружения;
6 - контрольно-следовая полоса;
7 - блок обработки вибрационного средства обнаружения;
13 - шкаф участковый;
14 - магистральный кабель связи комбинированного средства обнаружения с системой сбора и обработки информации;
15 - кабель дистанционного электропитания комбинированного средства обнаружения.
16 - соединительный кабель блока обработки с чувствительным элементом вибрационного средства обнаружения;
17 - железобетонное заграждение;
18 - кабель связи телекамеры с периферийным контроллером;
19 - кабель электропитания приемного блока радиолучевого средства обнаружения;
20 - кабель связи приемного блока радиолучевого средства обнаружения с периферийным контроллером;
21 - кабель электропитания телекамеры и прожектора;
22 - кронштейн для крепления силового короба;
23 - силовой короб;
24 - кронштейн для крепления слаботочного короба;
25 - слаботочный короб;
26 - кронштейн для крепления шкафа участкового;
27 - кронштейн для крепления приемного блока радиолучевого средства обнаружения;
28 - кронштейн для крепления прожектора и телекамеры;
29 - периферийный контроллер;
30 - блок питания радиолучевого средства обнаружения;
31 - кабель связи блока обработки вибрационного средства обнаружения с периферийным контроллером;
32 - телекамера;
33 - прожектор.
Предложенное комбинированное средство обнаружения состоит из:
- вибрационного средства обнаружения;
- радиолучевого средства обнаружения;
- устройства телевизионного контроля;
- шкафа участкового;
- кабельных сетей электропитания и связи.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом:
1. Вибрационное средство обнаружения состоит из блока обработки 7, металлического сетчатого заграждения 2 и кабельного чувствительного элемента 1.
Конструктивно блок обработки 7 выполнен на базе унифицированного металлического корпуса в виде съемного блока с кронштейном, с помощью которого он устанавливается на перфорированной рейке внутри шкафа участкового 13 для защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений. Внутри корпуса блока обработки 7 расположены: зарядочувствительный усилитель, фильтры, процессор и исполнительное устройство на основе твердотельного реле.
Металлическое сетчатое заграждение 2 состоит из сварной, оцинкованной сетки с ячейками 250/50 мм, закрепленной на металлических несущих стойках.
Несущие стойки устанавливаются вертикально на верхней части железобетонного заграждения 17, с интервалом (3÷4) м. Крепление несущих стоек к железобетонному заграждению 17 осуществляется с помощью анкерных болтов.
Чувствительный элемент 1 состоит из двух трибоэлектрических кабелей. Использование двух кабелей позволяет повысить помехоустойчивость за счет вычитания синфазных помех на входе блока обработки 7. Крепление чувствительного элемента 1 к металлическому сетчатому заграждению 2 осуществляется с помощью светоустойчивых пластиковых стяжек.
Подключение блока обработки 7 к чувствительному элементу 1 осуществляется с помощью соединительного кабеля 16, к периферийному контроллеру 29 - с помощью кабеля связи 31.
2. Радиолучевое средство обнаружения состоит из передающего блока 3, приемного блока 5, и блока питания 30.
Конструктивно передающий блок 3 и приемный блок 5 выполнены в идентичных по размерам и внешнему виду корпусах.
Несущей конструкцией корпуса является основание, к которому прикреплен радиопрозрачный кожух. Под кожухом приемного блока 5 расположены электронный блок и плата управления. Электронный блок, состоящий из антенного модуля и платы процессора, для повышения устойчивости к электромагнитным полям дополнительно заключен в стальной экран. Плата управления конструктивно объединяет исполнительное устройство на основе твердотельного реле, блок управления и индикации.
Приемный блок 5 закрепляется на кронштейне 27 с помощью двух стяжек.
Крепление кронштейна 27 к железобетонному заграждению 17 осуществляется с помощью анкерных болтов. Подключение приемного блока 5 к периферийному контроллеру 29 осуществляется с помощью кабеля связи 20, к блоку питания 30 - с помощью кабеля электропитания 19.
Конструкция передающего блока 3 аналогична конструкции приемного блока 5. Отличие состоит в том, что в электронном блоке отсутствует плата управления.
Конструктивно блок питания 30 выполнен в виде отдельного блока в закрытом металлическом корпусе. Для защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений, блок обработки устанавливается в шкафу участковом 13.
3. Устройство телевизионного контроля состоит из телекамеры 32 и
прожектора 33.
Телекамера 32 и прожектор 33 закрепляются на кронштейне 28 с помощью болтов и гаек. Крепление кронштейна 28 к железобетонному заграждению 17 осуществляется с помощью анкерных болтов. Подключение телекамеры 32 к периферийному контроллеру 29 осуществляется с помощью кабеля связи 18. Напряжение электропитания переменного тока (220В) поступает в телекамеру 32 и прожектор 33 по кабелю питания 21.
4. Шкаф участковый 13 представляет собой металлический шкаф с дверцей, внутри которого установлены горизонтально перфорированные рейки для крепления блока обработки 7, периферийного контроллера 29 и блока питания 30.
На боковых стенках шкафа участкового 13 предусмотрены вентиляционные жалюзи. Сверху над ним установлен защитный козырек для предотвращения нагрева шкафа от солнечного излучения. В нижней части шкафа участкового 13 имеются два отверстия для подвода кабелей. Для выполнения внутренних и внешних подключений в шкафу участковом 13 установлены клеммные колодки.
Шкаф участковый 13 закрепляется на кронштейне 26 с помощью болтов и гаек. Крепление кронштейна 26 к железобетонному заграждению 17 осуществляется с помощью анкерных болтов.
5. Кабельные сети электропитания и связи размещаются на железобетонном заграждении 17 в металлических оцинкованных коробах. Магистральный кабель связи 14 комбинированного средства обнаружения с системой сбора и обработки информации располагается в слаботочном коробе 25. Кабель дистанционного электропитания 15 комбинированного средства обнаружения располагается в силовом коробе 23. Короба 23 и 25 оснащены компенсаторами для компенсации температурных воздействий окружающей среды.
Короба 23 и 25 устанавливаются на кронштейнах 22 и 24. Крепление кронштейнов 22 и 24 к железобетонному заграждению 17 осуществляется с помощью анкерных болтов.
Описанным выше комбинированным средством обнаружения пользуются следующим образом:
Проводят подготовку комбинированного средства обнаружения к эксплуатации. Осуществляют внешний осмотр оборудования на предмет правильности и надежности подключения электрических цепей при выключенном электропитании. Включают электропитание комбинированного средства обнаружения и производят контроль исправности его оборудования. Для проверки работоспособности комбинированного средства обнаружения производят контрольные воздействия путем пересечения зоны обнаружения радиолучевого средства людьми на трех любых участках зоны охраны, с имитацией разрушающих воздействий на сетчатое полотно вибрационного средства обнаружения.
Используют комбинированное средство обнаружения следующим образом:
Подключают комбинированное средство обнаружения к системе сбора и обработки информации и организуют круглосуточное дежурство сменных операторов за пультом управления системы. Функционирование комбинированного средства обнаружения основано на образовании каждым средством обнаружения зон обнаружения, при пересечении которых нарушителем или группой нарушителей в систему сбора и обработки информации выдается сигнал срабатывания. Вибрационное средство обнаружения создает зону обнаружения на сетчатом заграждении. Радиолучевое средство обнаружения создает зону обнаружения в вертикальной плоскости, от верхней части сетчатого заграждения до уровня земли. Ширина зоны обнаружения - (5...6) м.
При попытке перелаза через сетчатое заграждение 2, и деформации или разрушении сетчатого полотна нарушителем, деформация и вибрации
сетчатого полотна передаются кабельному чувствительному элементу 1 вибрационного средства обнаружения. Деформация и вибрация кабельного чувствительного элемента 1 вызывают появление электрических сигналов (вследствие трибоэлектрического эффекта) на его выходе. Электрические сигналы, поступающие с кабельного чувствительного элемента 1 по соединительному кабелю 16 в блок обработки 7, усиливаются, фильтруются и обрабатываются блоком обработки 7 таким образом, чтобы в соответствии с отличительными признаками выделить сигналы, инициированные воздействием нарушителя на сетчатое заграждение 2. Блок обработки 7 выдает сигнал срабатывания по кабелю связи 31 в периферийный контроллер 29, в виде размыкания нормально замкнутых контактов реле. Сигнал срабатывания вибрационного средства обнаружения от периферийного контроллера 29 поступает по магистральному кабелю 14 в систему сбора и обработки информации. При перелазе через сетчатое заграждение 2 без его деформации, или осуществлении подкопа под железобетонным заграждением 17, нарушитель попадает в зону обнаружения радиолучевого средства обнаружения. Пересечение человеком зоны обнаружения радиолучевого средства вызывает модуляцию СВЧ-сигнала на входе приемного блока 5. Приемный блок 5 радиолучевого средства обнаружения анализирует амплитудные и временные характеристики принятого сигнала и в случае их соответствия заложенной в алгоритме обработки модели «нарушителя» формирует сигнал срабатывания и выдает его по кабелю связи 20 в периферийный контроллер 29, в виде размыкания нормально замкнутых контактов реле. Сигнал срабатывания радиолучевого средства обнаружения от периферийного контроллера 29 поступает по магистральному кабелю 14 в систему сбора и обработки информации. При появлении сигнала срабатывания от средства обнаружения устройство телевизионного контроля передает видеоинформацию с тревожного участка в систему сбора и обработки
информации, что позволяет оператору системы объективно оценить тревожную ситуацию.
Источник информации:
1. Журнал «СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ» №1 (67) февраль - март 2006. Статья «Возвращаясь к применению РТСО». ООО «Гротек». 123007, г.Москва, а/я 82. Тел.: 609-32-31, факс: 221-08-64, e-mail: groteck@ groteck.ru.