СПОСОБ ОХРАННОГО МОНИТОРИНГА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАССИВНОГО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА
SECURITY MONITORING METHOD USING PASSIVE OPTOELECTRONIC MEANS OF DETECTING INFRARED RANGE

Изобретение относится к способам охранного мониторинга и может быть использовано в случаях применения одного пассивного оптико-электронного средства обнаружения инфракрасного диапазона для сигнализационного контроля дороги.
Как правило, маршрут движения нарушителя на местности проходит по имеющейся сети троп и дорог. Знание силами реагирования направления движения нарушителя имеет большое значение, так как позволяет сузить направление его поиска и тем самым повысить вероятность его обнаружения и задержания [1]. Поэтому, сигнализационному прикрытию сети троп и дорог уделяется значительное внимание. Для этой задачи широко применяются пассивные оптико-электронные средства обнаружения инфракрасного диапазона (СО) с длинной зоны обнаружения (ЗО) нарушителя до 50 метров. Как правило, СО, применяемые в составе сигнализационных комплексов (Радий-БРК, РСК «Радиобарьер-МФ»), не определяют направление движения обнаруженного нарушителя [2, 3].
Известен способ охранного мониторинга с применением СО, заключающийся в установке одного СО на расстоянии не ближе 5 метров от дороги; переходе средства обнаружения в режим тревоги при пересечении нарушителем его двухлучевой ЗО; записи СО полезного сигнала в течение всего времени его нахождения в режиме тревоги; обеспечении регистрации системой сбора и обработки информации (ССОИ) сигнала тревоги от СО при пересечении ЗО нарушителем, движущимся по дороге (фиг. 1) [4].
Известен другой способ охранного мониторинга, заключающийся в установке двух СО на расстоянии не ближе 5 метров от дороги; переходе СО в режим тревоги при пересечении нарушителем его ЗО; записи СО полезного сигнала в течение всего времени нахождения каждого в режиме тревоги; обеспечении регистрации ССОИ сигналов тревоги от СО при пересечении ЗО нарушителем, движущимся по дороге, применении алгоритма определения направления движения обнаруженного нарушителя по очередности поступления сигналов тревог от СО (фиг. 2) [4].
Недостатком первого указанного способа охранного мониторинга является невозможность определения направления движения обнаруженного нарушителя.
Второй указанный способ охранного мониторинга имеет возможность определения направления движения нарушителя, однако, для его реализации необходимо применение двух СО.
Целью изобретения является получение возможности определения направления движения по дороге обнаруженного нарушителя с применением только одного СО.
Для достижения поставленной цели разработан способ охранного мониторинга с применением пассивного оптико-электронного средства обнаружения инфракрасного диапазона, заключающийся в контроле участка дороги одним СО с двухлучевой ЗО, установленным на расстоянии не ближе 5 метров от дороги и сориентированным так, чтобы ось двухлучевой зоны обнаружения пересекала участок дороги под углом не более 25 градусов на удалении до 30 метров от самого средства, участок дороги длинной не менее 10 метров находился в двухлучевой зоной обнаружения, проекция на дорогу второго луча двухлучевой зоны обнаружения была короче не менее чем в два раза проекции на дорогу первого луча двухлучевой зоны обнаружения; переходе СО в режим тревоги при пересечении нарушителем его двухлучевой ЗО; записи СО полезного сигнала в течение всего времени его нахождения в режиме тревоги; определении СО направления движения нарушителя по дороге по отношению длительности импульса полезного сигнала, сформированного первым, к длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым: нарушитель двигался по дороге от СО если длительность импульса полезного сигнала, сформированного первым, меньше длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым, нарушитель двигался по дороге к СО если длительность импульса полезного сигнала, сформированного первым, больше длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым; передаче СО системе сбора и обработки информации (ССОИ) вместе с сигналом тревоги информации о направлении движения нарушителя по дороге (фиг. 3).
Известно, что принцип действия пассивных оптико-электронных средств обнаружения основан на регистрации сигналов, порождаемых тепловым потоком, излучаемым нарушителем [5].
Известно, что чувствительный элемент СО (пироприемник) состоит из двух дифференциально включенных полусегментов (первого и второго) образующих разностную систему [5]. Данные сегменты в совокупности с оптической системой формируют конусообразную ЗО СО состоящую из двух лучей (фиг. 4). Ширина двухлучевой ЗО СО в нескольких метрах от СО (F) - десятые доли метра, ближе к середине двухлучевой ЗО СО (F') - около 0,6 метра (фиг. 4). При входе нарушителя в луч ЗО формируется положительный потенциал на соответствующем полусегменте пироприемника. В связи с тем, что сегменты подключены дифференциально, результирующий полезный сигнал с пироприемника определяется:
где S(t) - полезный сигнал пироприемника, мкВ;
S1(t) - сигнал, образованный на первом полусегменте пироприемника СО, мкВ;
S2(t) - сигнал, образованный на втором полусегменте пироприемника СО, мкВ.
Форма полезного сигнала представляет собой два импульса с разной полярностью. В известных способах охранного мониторинга проекции лучей ЗО на дорогу практически равны, так как ось двухлучевой ЗО пересекает дорогу под углом близким к прямому. Поэтому, длительность импульсов полезного сигнала, формируемые при движении нарушителя через эти проекции, также будут практически равны.
К
Д
Предлагается разворачивать СО так, чтобы длина проекции на дорогу второго луча ЗО (L) была как минимум в два раза короче длины проекции на дорогу первого луча ЗО участка (L) (фиг. 3, 4).
К
где L - длина проекции второго луча двухлучевой ЗО на дорогу (короткая), м;
Д
L - длина проекции первого луча двухлучевой ЗО на дорогу (длинная), м.
Для чего необходимо разместить СО не ближе 5 метров от дороги и сориентировать ось его двухлучевой ЗО так, чтобы она пересекла дорогу на удалении до 30 метров от СО под углом не более 25 градусов (фиг. 3).
Тогда, технически возможно с высокой достоверностью определить направление движения нарушителя по дороге относительно СО (от СО либо к СО) по отношению длительности импульса полезного сигнала, сформированного первым, к длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым, при развертывании СО (фиг. 3):
К
Д
- длительность импульса полезного сигнала, сформированного первым, меньше длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым, - нарушитель пересек сначала проекцию второго луча ЗО на дорогу L, затем пересек проекцию первого луча ЗО на дорогу L, соответственно двигался по дороге от СО (фиг. 3, 5):
1
где t - длительность импульса полезного сигнала, сформированного первым, с;
2
t - длительность импульса полезного сигнала, сформированного вторым, с.
Д
Д
- длительность импульса полезного сигнала, сформированного первым, больше длительности импульса полезного сигнала, сформированного вторым, - нарушитель пересек сначала проекцию первого луча ЗО на дорогу L, затем пересек проекцию второго луча ЗО на дорогу L, соответственно двигался по дороге к СО (фиг. 3, 6):
Сигнал тревоги и информация о направлении движения нарушителя относительно СО (от СО либо к СО) передаются ССОИ.
Способ охранного мониторинга с применением пассивного оптико-электронного средства обнаружения инфракрасного диапазона включает два этапа: подготовительный и основной.
Подготовительный этап:
1. Развертывание вблизи дороги по установленной схеме СО, включающего в себя: систему 3 оптическую, пироприемник 4, усилитель 5, формирователь 6 сигналов тревог, интерфейс 7 сигнальный, устройство 8 памяти, устройство 9 решающее (фиг. 3, 7).
2. Запись в устройство 9 решающее алгоритма определения направления движения нарушителя относительно СО (фиг. 7, 7).
3. Начало работы СО в дежурном режиме.
Основной этап начинается при движении нарушителя по дороге и попадании его в двухлучевую ЗО СО, он включает:
1. Формирование полезного сигнала пироприемником 4, усиление сигнала усилителем 5 и поступление сигнала на вход формирователя 6 сигналов тревог (фиг. 7).
2. Формирование сигнала тревоги формирователем 6 сигналов тревог и запись устройством 8 памяти импульсов полезного сигнала, сформированных пироприемником.
3. Сравнение устройством 9 решающим длительности импульса полезного сигнала, сформированного первым, с длительностью импульса полезного сигнала, сформированного вторым, и определение направления движения нарушителя относительно СО.
4. Передача СО через интерфейс 7 сигнальный сигнала тревоги и информации о направлении движения нарушителя относительно СО системе 10 сбора и обработки информации (фиг. 7).
5. Прием системой 10 сбора и обработки информации от интерфейса 7 сигнального информации и определение направления движения нарушителя по дороге (фиг. 7).
6. Обнуление устройства 6 памяти (фиг. 7).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлено на:
- фиг. 1 - схема развертывания одного пассивного оптико-электронного средства обнаружения в известном способе;
- фиг. 2 - схема развертывания двух пассивных оптико-электронных средств обнаружения в известном способе;
- фиг. 3 - схема развертывания пассивного оптико-электронного средства обнаружения в предлагаемом способе;
- фиг. 4 - схема зоны обнаружения пассивного оптико-электронного средства обнаружения (вид сверху);
- фиг. 5 - форма полезного сигнала, поступающего с пироприемника при движении нарушителя от средства обнаружения;
- фиг. 6 - форма полезного сигнала, поступающего с пироприемника при движении нарушителя к средству обнаружения;
- фиг. 7 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации способа охранного мониторинга.
Технический результат заключается в получение возможности определения направления движения по дороге обнаруженного нарушителя с применением только одного СО.
Источники информации
1. 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.
2. Быстроразворачиваемый комплекс «Радий - БРК». Руководство по эксплуатации ЮСДП.425149.001РЭ - Пенза: «ЮМИРС», 2013. - 41 с.
3. РСК «Радиобарьер-МФ». Руководство по эксплуатации ПМЕК.424242.9000РЭ - М.: «Полюс-СТ», 2011. - 65 с.
4. Маршалов, Т.А. Технические средства охраны границы: учебник / Т.А. Маршалов, А.В. Густов, И.М. Потапов. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2009. - 568 с.
5. Магауенов, Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: уч. пособие / Р.Г. Магауенов - М.: Горячая - Телеком, 2004. - 367 с.