Мобильный быстроразвёртываемый автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на прибрежных и сухопутных участках и территориях
MOBILE QUICK DEPLOYMENT AUTONOMOUS TECHNICAL OBSERVATION POST FOR MONITORING THE SITUATION ON COASTAL AND LAND AREAS AND TERRITORIES

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны и может использоваться в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе в арктических регионах, для автоматизированного контроля обстановки на открытых прибрежных и сухопутных участках и территориях с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.
Наиболее близким к данному решению по технической сущности является автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории - патент РФ на изобретение №2634761, принятый за прототип.Данный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории содержит мультиспектральную систему видеонаблюдения в составе видеокамеры дальнего обзора и тепловизора, размещенных на поворотной платформе; систему приема и передачи данных по радиоканалу, радиолокационную станцию, систему автономного электропитания в составе солнечных батарей, ветрогенератора с вертикальной осью вращения и блока аккумуляторных батарей, при этом пост выполнен в виде единой конструкции, включающей полое основание, на боковой наружной поверхности которого размещены солнечные батареи, закрепленный на верхней поверхности основания ветрогенератор с вертикальной осью вращения, наверху которого находится площадка с размещенными на ней поворотной платформой с мультиспектральной системой видеонаблюдсния и системой приема и передачи данных по радиоканалу, а также соединенный с нижней частью основания поста подземный герметичный кессон, в котором расположены аккумуляторные батареи и зарядное устройство.
Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие: автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории содержит мультиспектральную систему видеонаблюдения в составе видеокамеры дальнего обзора и тепловизора, размещенных на поворотной платформе, систему приема и передачи данных по радиоканалу, радиолокационную станцию, систему автономного электропитания в составе солнечных батарей, ветрогенератора, блока аккумуляторных батарей и зарядного устройства, при этом пост имеет полое основание, на боковой наружной поверхности которого размещены солнечные батареи.
Известное устройство-прототип имеет монолитную конструкцию, которую трудно доставить и смонтировать на месте установки. Кроме того, данная конструкция имеет недостаточную устойчивость к ветровым нагрузкам, что в т.ч. определяет сложность применения, например, в арктических условиях. Также система автономного электропитания, включающая только возобновляемые источники энергии (энергия ветра и солнца), не обладает достаточной степенью надежности и автономности.
Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое решение, является повышение автономности (энергоэффективности и энергонезависимости) и мобильности автономного поста технического наблюдения, а также сокращение времени на его доставку и развертывание.
Указанная цель достигается тем, что автономный пост технического наблюдения (ΑΠΤΗ) для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий мультиспектральную систему видеонаблюдения в составе видеокамеры дальнего обзора и тепловизора, размещенных на поворотной платформе, систему приема и передачи данных по радиоканалу, радиолокационную станцию, систему автономного электропитания в составе солнечных батарей, ветрогенератора, блока аккумуляторных батарей и зарядного устройства, при этом пост имеет полое основание, на боковой наружной поверхности которого размещены солнечные батареи, отличающийся от прототипа тем, что основание поста выполнено в виде трех отдельных модулей контейнерного типа (морских контейнеров) расположенных на транспортных санях - жилого, энергетического и ветроэлектрического, соединенных между собой стыковочными узлами и кабельными каналами; при этом жилой модуль снабжен системой отопления/кондиционирования, в энергетическом модуле размещено основное энергетическое оборудование - дизель-генераторная установка, аккумуляторные батареи, контроллеры заряда аккумуляторных батарей от возобновляемых источников энергии, инвертор с зарядным устройством, склад ГСМ; ветроэнергетический модуль выполнен с встроенными ветрогенераторами с возможностью подъема/опускания; антенна системы приема-передачи данных по радиоканалу (видеоинформации и сигналов телеметрии), система видеонаблюдения в составе видеокамеры дальнего обзора и тепловизора, а также антенна радиолокационной станции размещаются на телескопических мачтовых конструкциях, выполненных с возможностью установки-снятия на модули.
Благодаря наличию данных отличительных признаков достигаются следующие технические результаты:
- за счет выполнения в виде модулей контейнерного типа с высокой степенью заводской готовности (морских контейнеров), расположенных на транспортных санях, складываемой конструкции ветрогенератора и телескопических мачтовых конструкций ΑΠΤΗ может быть доставлен к месту развертывания (соответственно и убран или передислоцирован) с помощью различного транспорта: автомобильного, железнодорожного, морского и авиатранспорта (транспортные сани могут быть временно демонтированы); при этом монтаж и демонтаж занимает минимальное время; при этом конструкция выдерживает повышенные ветровые нагрузки;
- наличие транспортных саней одновременно позволяет транспортировать ΑΠΤΗ в зимних условиях по снегу и частично минимизирует заметание его снегом;
- выполнение ветроэнергетического модуля со встроенными ветрогенераторами с возможностью подъема/опускания позволяет беспрепятственно транспортировать данный модуль, предотвращать транспортные, а также эксплуатационные повреждения (ветрогенераторы при неблагоприятных погодных условиях могут быть убраны в модуль);
- наличие дизель-генераторной установки с запасом топлива позволяет обеспечить бесперебойность работы оборудования и его функционирование при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и/или солнечной инсоляции) или выходе из строя ветрогенераторов и/или солнечных батарей.
Предлагаемое решение может быть использовано в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, и территориально распределенных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных и водных участках (в т.ч. арктических) с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.
Изобретение поясняется фиг. 1-4.
На фиг. 1 изображен общий вид ΑΠΤΗ.
На фиг. 2 изображен энергетический модуль ΑΠΤΗ.
На фиг. 3 изображен ветроэнергетический модуль ΑΠΤΗ.
На фиг. 4 изображен жилой модуль ΑΠΤΗ.
Изображенный на фиг. 1-4 автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории содержит следующие элементы:
- радиолокационная станция 1, комплексированная с мультиспектральной системой оптико-электронного наблюдения 2;
- мультиспектральная система оптико-электронного наблюдения 2, состоящая из телевизионной и тепловизионной камер, размещенных на опорно-поворотном устройстве;
- приемо-передающая антенна 3 системы приема и передачи данных по радиоканалу;
- телескопические мачтовые конструкции 4, выполненные с возможностью установки-снятия на модули;
- энергетический 5, жилой 6, ветроэнергетический 7 модули, выполненные на базе морского контейнера;
- встроенные ветрогенераторы 8 системы автономного электропитания с вертикальной осью вращения, состоящие из двух спаренных ветротурбин, с возможностью подъема/опускания, размещенные в конструкции морского контейнера; (в других вариантах исполнения это может быть и один ветрогенератор, в т.ч. другого типа, например, пропеллерного типа, и с другой системой подъема/опускания),
- солнечные батареи 9 системы автономного электропитания, размещенные на боковых поверхностях энергетического 5, жилого 6 и ветроэнергетического 7 модулей;
- армированная колючая лента 10 системы собственной безопасности, размещенная по контуру энергетического 5, жилого 6 и ветроэнергетического 7 модулей;
- камера кругового обзора 11 системы собственной безопасности, комплексированная с мультиспектральной системой оптико-электронного наблюдения 1 для видеофиксации факта/попытки несанкционированного проникновения;
- прожектора 12 системы собственной безопасности;
- заграждение 13 системы собственной безопасности, препятствующее попыткам несанкционированного проникновения на территорию автономного поста технического наблюдения;
- транспортные сани 14, предназначенные для размещения энергетического 5, жилого 6 и ветроэнергетического 7 модулей и позволяющие транспортировать ΑΠΤΗ в зимних условиях.
- дизель-генераторная установка 15 системы автономного электропитания, размещенная в первом отсеке энергетического модуля 5;
- аккумуляторные батареи 16, контроллеры заряда 18 аккумуляторных батарей от возобновляемых источников энергии, инвертор с зарядным устройством 19 системы автономного электропитания, размещенные во втором отсеке энергетического модуля 5;
- склад ГСМ 17 системы автономного электропитания, размещенный в третьем отсеке энергетического модуля 5;
- устройство подъема/опускания 20 ветрогенератора 8, размещенное в ветроэнергетическом модуле 7.
- кровать 21, система отопления/кондиционирования 22, стул 23, стол 24, шкаф 25 и биотуалет 26, размещены в жилом модуле 6 и предназначены для размещения личного состава при строительно-монтажных работах и проведении аварийных и поисково-спасательных операциях.
Модули 5, 6 и 7 могут располагаться на месте установки ΑΠΤΗ в линию, треугольником, буквой «п» и т.д.; может иметь другую комплектацию система собственной безопасности.
ΑΠΤΗ на месте монтируется и работает следующим образом:
энергетический 5, жилой 6, ветроэнергетический 7 модули могут быть объединены в один поезд (например, санно-гусеничный поезд) и доставляться в зимних условиях по снегу на место эксплуатации с помощью ратрака, гусеничного тягача или любой другой специальной техники, за счет наличия транспортных саней 14 у каждого из модулей 5-7. При монтаже на месте дислокации модули 5-7 могут размещаться специальной гусеничной (или колесной) техникой в линию, треугольником, буквой «п» и т.д., в зависимости от назначения, ландшафта местности и конкретных задач ΑΠΤΗ. Энергетический 5, жилой 6, ветроэнергетический 7 модули соединяются между собой стыковочными узлами и кабельными каналами. Все системы и блоки соединены между собой соответствующими линиями связи и питания. Дальнейшим этапом вручную или с помощью электроприводов выдвигаются телескопические мачтовые конструкции 4 с установленным на них оборудованием ΑΠΤΗ: радиолокационной станцией 1, мультиспектральной системой оптико-электронного наблюдения 2, антенной системы передачи информации по радиоканалу 3. Монтируются солнечные батареи 9 системы автономного электропитания на боковые поверхности энергетического 5, жилого 6, ветроэнергетического 7 модулей. Ветрогенераторы 8 системы автономного электропитания, расположенные в ветроэнергетическом 7 модуле, выдвигаются вручную или с помощью электроприводов за счет устройства подъема/опускания 20.
Радиолокационная станция 1, а также сопряженная с ней мультиспектральная система оптико-электронного наблюдения 2 в составе телевизионной и тепловизионной камеры, закрепленные на опорно-поворотном устройстве, размещенные на телескопических мачтовых конструкциях 4 комплексированы с камерой кругового обзора 11 системы собственной безопасности, размещенной на основании встроенного ветрогенератора 8 системы автономного электропитания, обеспечивают круглосуточное обнаружение, распознавание и автоматического сопровождение различных типов наземных и надводных целей.
Передача видео и сигнализационной информации в центр управления, а также сигналов телеметрии из центра управления осуществляется посредством дуплексной системы передачи информации по радиоканалу с антенной 3, размещенной также на телескопической мачтовой конструкции 4. При необходимости мультиспектральная система оптико-электронного наблюдения 2 может быть сопряжена с дополнительными средствами обнаружения маскируемого и заградительного типов, установленными вдали от автономного поста технического наблюдения на сигнализационном рубеже. При этом при срабатывании средства обнаружения мультиспектральной системой оптико-электронного наблюдения 2 производится захват и сопровождение цели одновременно в двух спектральных диапазонах.
Повышенная автономность работы поста технического наблюдения обеспечивается за счет применения в системе автономного электропитания всепогодной гибридной энергетической установки, в которой в качестве ветровых модулей выбраны ветрогенераторы 8 с вертикальной осью вращения, выполняющие также функцию мачтовой конструкции для размещения аппаратуры системы собственной безопасности (прожектора 12, камеры кругового обзора 11), а солнечные батареи 9 системы автономного электропитания размещены на боковых поверхностях энергетического 5, жилого 6 и ветроэнергетического 7 модулей. Солнечные батареи 9 покрыты специальным гидрофобным составом, минимизирующим залипание снега и ускоряющим процесс самоочистки панелей от атмосферных осадков (снег, дождь) и грязи. Применяемые в составе системы автономного энергоснабжения ветрогенераторы 8 с вертикальной осью вращения характеризуются меньшей стартовой скоростью ветра (2 м/с) и не имеют ограничения по верхнему значению скорости ветра. Кроме того, их функционирование не зависит от направления ветра, не требуется наведения на ветер. Ветрогенераторы обладют антиобледенительной способностью и имеют более высокий ресурс. Как следствие, годовая выработка электроэнергии ветрогенератора с вертикальной осью вращения, состоящего из двух спаренных ветротурбин, в 1,5-2 раза выше, чем у пропеллерного ветрогенератора аналогичной мощности в районе с высоким ветровым потенциалом. При этом, в случае неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и/или солнечной инсоляции) или в случае выхода из строя солнечных батарей 9 или ветрогенераторов 8, дизель-генераторная установка 15 с запасом топлива в виде склада ГСМ 17 позволяет обеспечить бесперебойность работы оборудования. Для увеличения надежности системы автономного электропитания применены источники хранения энергии в виде аккумуляторных батарей 16, заряд которых обеспечивают как возобновляемые источники энергии (ветрогенераторы 8 и солнечные батареи 9), так и традиционные (дизель-генераторная установка 15) с помощью контроллеров заряда 18 и инвертора с зарядным устройством 19, соответственно.