СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НАРУШИТЕЛЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ЕГО КЛАССА С ПРИМЕНЕНИЕМ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБНАРУЖЕНИЯ
METHOD FOR DETECTING INTRUDER AND RECOGNIZING ITS CLASS USING CONCENTRATED MAGNETOMETRIC DETECTION MEANS

Изобретение относится к способам обнаружения нарушителя и распознавания его класса и может быть использовано в случаях применения двух сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения (СО) для сигнализационного контроля участка дороги.
Как правило, маршрут движения нарушителя на местности проходит по имеющейся сети троп и дорог. Важным для сил реагирования является не только получение информации о нарушении охраняемого рубежа, но также получение информации о направлении движения нарушителя и его классе -пеший нарушитель с оружием (класс - «человек») или нарушитель на транспортном средстве: мотоцикле, легковом автомобиле или военной технике (класс - «транспортное средство»). Это позволяет силам реагирования со существенно большей вероятностью определить цель нарушителя, характер его последующих действий и выбрать наиболее эффективные действия сил реагирования по его поиску и задержанию [1]. Наибольшую опасность для объектов охраны несут вооруженные нарушители и нарушители, двигающиеся на транспортных средствах. Обнаружить подобных нарушителей отдельно от «магниточистых» позволяют сосредоточенные магнитометрические средства обнаружения [2].
Широкое распространение эти СО получили в быстроразвертываемых сигнализационных комплексах (БРСК), производимых в странах, лидирующих в производстве и использовании технических средств охраны (Россия, США, Великобритания). В тоже время, СО, распознающих обнаруженного нарушителя по классам «человек»/«транспортное средство», не разработано [3, 4]. Поэтому, на практике определение направления движения и распознавание класса обнаруженного нарушителя реализуется в известных БРСК на уровне способа применения нескольких (не менее двух) СО.
Известен способ обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением СО, заключающийся в контроле участка дороги средством 2 обнаружения и средством 3 обнаружения, установленными последовательно друг за другом в непосредственной близости от дороги; переходе средства 2 обнаружения и средства 3 обнаружения поочередно в режим тревоги при пересечении нарушителем ЗО СО; в накоплении сигналов тревог от СО в течение установленного времени накопления сигналов, зависящего от минимального возможной скорости движения нарушителя; определение направления движения нарушителя в зависимости от очередности перехода в режим тревоги средства 2 обнаружения и средства 3 обнаружения; обеспечении регистрации системой 1 сбора и обработки информации сигналов тревоги от средства 2 обнаружения и средства 3 обнаружения при пересечении их ЗО нарушителем, движущимся по дороге; вычислении временного интервала между ними и средней скорости нарушителя; определении системой 1 сбора и обработки информации класса нарушителя по скорости его движения: до 5 м/с (18 км/ч) - нарушитель 5 пеший, свыше 5 м/с (18 км/ч) - нарушитель 4 на автомобиле (фиг. 2) [1].
Недостатком известного способа обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения являются высокая вероятность ошибки распознавания класса нарушителя из-за наложения друг на друга скоростных диапазонов распознаваемых классов (нарушитель класса «человек» может двигаться со скоростью больше 5 м/с, а нарушитель класса «транспортное средство» со скоростью ниже 5 м/с). Причем, чем ниже проходимость дорог (троп) - тем больше наложение скоростных диапазонов и выше вероятность ошибки распознавания [5, 6].
Целью изобретения является снижение вероятности ошибки при распознавании класса обнаруженного нарушителя - «человек» или «транспортное средство».
Для достижения поставленной цели разработан способ обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения, заключающийся в контроле участка дороги двумя СО, установленными в непосредственной близости от дороги последовательно друг за другом на таком расстоянии, чтобы их ЗО по классу «транспортное средство» пересекались, а ЗО по классу «человек» не пересекались, для чего СО располагаются на расстоянии от трех до четырех радиусов ЗО по классу «человек»; в передаче сигнала тревоги от СО на систему сбора и обработки информации в течение всего времени перемещения нарушителя через ЗО СО; в накоплении сигналов тревог от СО в течение установленного времени накопления сигналов, зависящего от минимального возможной скорости движения нарушителя; в применении в системе сбора и обработки информации алгоритма определения направления движения нарушителя по очередности поступления сигналов тревог от средств обнаружения; в применении в системе сбора и обработки информации алгоритма определения класса нарушителей: «транспортное средство» или «человек», по времени задержки между сигналами тревоги СО, сработавшего вторым, и СО, сработавшего первым: если сигнал тревоги поступает от СО, сработавшего вторым, после того, как СО, сработавшее первым, перешло в дежурный режим - обнаружен нарушитель класса «человек», если сигнал тревоги начинает поступать от СО, сработавшего вторым, когда СО, сработавшее первым, еще находиться в режиме тревоги - обнаружен нарушитель класса «транспортное средство» (фиг. 3).
Известно, что у СО, применяемых для охраны участков местности, зарубежного («REM-SENCE» - США, CLASSIC - Великобритания др.) и отечественного производства (Радиобарьер-МФ - «Полюс-СТ» и др.) схожие тактико-технические характеристики. Так, геометрические размеры ЗО, которые аппроксимируются окружностями, имеют близкие друг к другу значения, причем, максимальный радиус обнаружения по классу «транспортное средство» в пять и более раз превосходит максимальный радиус обнаружения по классу «человек» (фиг. 1) [2-4]. Это объясняется сильно отличающимися по величине массами ферромагнитного вещества, которое может перенести нарушитель класса «человек» и перевести нарушитель класса «транспортное средство».
Учитывая этот факт, авторами предлагается установить расстояние между СО от трех до четырех радиусов ЗО по классу «человек» для конкретного образца СО:
где Rч - максимальный радиус ЗО по классу «человек», м;
L - расстояние между СО, м.
При предложенном расстоянии между СО их ЗО по классу «человек» гарантировано не пересекаются, а 30 по классу «транспортное средство» пересекаются от 60 до 80%, что позволяет при движении нарушителя класса «человек» по дороге гарантировано обеспечить переход СО, сработавшему первым, в дежурный режим к моменту вхождения нарушителя в ЗО СО, которое сработает вторым. Это позволяет определить класс нарушителя по следующему алгоритму:
- если сигнал тревоги поступает от средства обнаружения, сработавшего вторым, после того, как средство обнаружения, сработавшее первым, перешло в дежурный режим - обнаружен нарушитель класса «человек»;
- если сигнал тревоги начинает поступать от средства обнаружения, сработавшего вторым, когда средство обнаружения, сработавшее первым, еще находиться в режиме тревоги - обнаружен нарушитель класса «транспортное средство».
Для исключения ошибок распознавания обнаруженного объекта в системе сбора и обработки информации устанавливается максимальное время накопления сигналов тревог от СО с момента поступления первого сигнала тревоги. Это время определяется исходя из минимально возможной скорости человека по дороге, расстояния между СО и берется с коэффициентом запаса 1,5:
где Т - максимальное время накопления сигналов тревог от СО с момента поступления первого сигнала тревоги, с;
MIN
V - минимально возможная скорость движения нарушителя класса «человек», м/с.
Минимально возможная скорость нарушителя класса «человек» берется исходя из условий местности. Диапазон скоростей нарушителя на различных участках местности известен и подтвержден на основе экспериментальных исследований [5, 6].
Способ обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения включает два этапа: подготовительный и основной.
Подготовительный этап включает:
1. Развертывание средств 2 и 3 обнаружения с передатчиками на участке дороги по установленной схеме, с учетом рассчитанного расстояния между ними (фиг. 3) (формула 1).
2. Развертывание на местности системы 1 сбора и обработки информации, включающей в себя устройство 6 управления таймером, таймер 7, приемник 8 сигналов, устройство 9 решающее и монитор 10 (фиг. 4).
3. Расчет максимального времени накопления сигналов тревог от СО с момента поступления первого сигнала тревоги и загрузку его в устройство 9 решающее (формула 2).
4. Начало работы средств 2 и 3 обнаружения в дежурном режиме.
Основной этап начинается при пересечении нарушителем ЗО средства 2 (3) обнаружения, он включает:
1. Переход средства 2 (3) обнаружения в режим тревоги при вхождении в его ЗО нарушителя, и передачу сигнала тревоги на систему 1 сбора и обработки информации в течение всего времени перемещения нарушителя в ЗО средства 2 (3) обнаружения (фиг. 4).
2. Регистрацию приемником 8 сигнала тревоги от средства 2 (3) обнаружения, сработавшего первым, запуском таймера 7 устройством 6 управления таймером, начало отсчета им времени накопления сигналов тревог (фиг. 4).
3. Запись сигнала тревоги в устройство 9 решающее в течение всего времени его поступления от средства 2 (3) обнаружения (фиг. 4).
4. Переход средства 3 (2) в режим тревоги при вхождении в его ЗО нарушителя, и передачу сигнала тревоги на систему 1 сбора и обработки информации в течение всего времени перемещения нарушителя в ЗО средства 3 (2) обнаружения (фиг. 4).
5. Регистрацию приемником 8 сигнала тревоги от средства 3 (2) обнаружения, сработавшего вторым.
6. Запись второго сигнала тревоги в устройство 9 решающее в течение всего времени его поступления от средства 3 (2) обнаружения (фиг. 4).
7. Анализ устройством 9 решающим времени задержки между сигналами тревог от средства 2 и 3 обнаружения (фиг. 4).
8. Формирование вывода о классе нарушителя устройством 9 решающим (фиг. 4):
- если при поступлении сигнала тревоги от средства 3 (2) обнаружения, сработавшего вторым, средство 2 (3) обнаружения, сработавшее первым, находится в дежурном режиме, обнаружен нарушитель класса «человек»;
- если при поступлении сигнала тревоги от средства 3 (2) обнаружения, сработавшего вторым, средство 2 (3) обнаружения, сработавшее первым, находится в режиме тревоги, обнаружен нарушитель класса «транспортное средство».
9. Если второго сигнала о нарушении не поступило за максимальное время накопления сигналов тревог, то таймером 7 на устройство 9 решающее передается команда о нарушении без указания класса нарушителя (фиг. 4).
10. Обнуление таймера 7 устройством 6 управления таймером.
11. Выведение на монитор 10 сигнала об обнаружении нарушителя и его классе или об обнаружении нарушителя без указания его класса (фиг. 4).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлено на:
- фиг. 1 - тактико-технические характеристики сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения, входящих в состав быстроразвертываемых сигнализационных комплексов;
- фиг. 2 - схема развертывания двух сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения в известном способе обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения;
- фиг. 3 - схема развертывания двух сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения в предлагаемом способе обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения с указанием зон обнаружения по классам «человек» и «транспортное средство»;
- фиг. 4 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации предлагаемого способа обнаружения нарушителя и распознавания его класса с применением сосредоточенных магнитометрических средств обнаружения.
Технический результат заключается в снижении вероятности ошибки при распознавании класса нарушителя - «человек» или «транспортное средство».
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. Магауенов, Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: уч. пособие / Р.Г. Магауенов - М.: Горячая - Телеком, 2004. - 367 с.
3. Звежинский, С.С. Быстроразвертываемые средства обнаружения и системы охранной сигнализации // Специальная техника. - 2003. - №5. - С.11-23.
4. РСК «Радиобарьер-МФ». Руководство по эксплуатации ПМЕК.424242.9000РЭ - М.: «Полюс-СТ», 2011. - 65 с.
5. Псарев, А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.
6. Баленко, С.В. Школа выживания. - М.: 1994. - 140 с.