63154 (Системи сигнализації), страница 4

Розглянуті кабельні вібраційні системи прості, не вимагають зони відчуження і зручні в монтажі. Вони широко використовуються для захисту периметра найрізноманітніших об'єктів: об'єктів, що особливо охороняються, промислових підприємств, електростанцій, посольств, приватних володінь. Більшість з них успішно діє в самих різних кліматичних умовах. |Надійна робота вібраційних систем з використанням сенсорних кабелів можлива лише при виконанні декількох обов'язкових умов: механічні властивості огорожі повинні забезпечувати розповсюдження механічних коливань; ці властивості повинні бути однорідні в межах зони охорони; властивості вживаної системи повинні бути такими, що сполучаються з властивостями огорожі; огорожа не повинна служити джерелом випадкових вібрацій. Остання умова означає, що огорожа повинна бути справною; сітчаста огорожа - туго натягнутої; з огорожі повинні бути видалені всі сторонні предмети, які під дією вітру можуть викликати вібрації (у тому числі і гілки дерев і чагарника, які можуть стосуватися огорожі). Очевидно, що висота огорожі повинна бути такий, щоб її неможливо було подолати без торкання.

2.5. Радіохвильові системи

Принцип дії радіохвильових систем полягає в наступному. На деякій відстані паралельно один одному прокладаються два кабелі (дві антени) спеціальної конструкції, наприклад, показаної на рис.19 а. Зазори між розрідженими дротами "екрану" своєрідного коаксіального кабелю утворюють щілинну антену. Один з кабелів служить передавальною антеною, інший - приймальною антеною. При збудженні першої антени високочастотними коливаннями вона починає випромінювати електромагнітне поле, що сприймається другою антеною. При цьому приймач, підключений до приймальної антени, приймає сигнал. Якщо в околиці двох антен з'являється тіло певного об'єму з діелектричною або магнітною проникністю, відмінною від проникності вільного простору, електромагнітне поле, що сприймається приймальною антеною, спотворюється (змінюється його амплітуда і фаза). Ця зміна детектує і аналізується приймачем-аналізатором. Якщо аналізований сигнал перевищує порогове значення, формується сигнал тривоги.

Розподіл електричної складової (Е) електромагнітного поля в околиці кабелів показаний на рис.19 Зона чутливості по модулю подібної системи в поперечному перетині кабелів приймає форму спотвореного еліпса з полюсами, співпадаючими з положеннями кабелів. Максимальна чутливість системи лежить в площині, перпендикулярній площині розташування кабелів, співпадаючій з центральною віссю. Мінімальна чутливості системи знаходиться в площині розташування кабелів.

Рисунок 18- "Кабель витікаючої хвилі" - щілинна антена:

а) конструкція кабелю;

б) розподіл складової Е електромагнітного поля

При реалізації охоронних радіохвильових систем кабелі розташовують скритно в стіні або огорожі у вертикальній площині (рис.19 а); у землі в горизонтальній площині (рис.19 б); або в площині, похилої (один кабель в землі, інший - в огорожі).

Рисунок 19- Розташування кабелів радіохвильової охоронної системи:

а) у огорожі;

б) у землі

Реальна картина розподілу зони чутливості, звичайно, відрізняється від картин, зображених на рис.19. Поле спочатку спотворюється із-за впливу матеріалу огорожі і шару землі. Для зменшення впливу цих матеріалів на зону чутливості, особливо з урахуванням сезонних і погодних змін властивостей матеріалів, кабелі укладають в порожнисті труби, щоб стабілізувати умови в самій ближній до кабелів зоні. Подібні системи настроюють так, щоб зона чутливості при укладанні кабелів в землі доходила до зростання людини, що йде (1,5-1,8 м). Відстань між кабелями в цьому випадку лежить в межах двух-трох| метрів.

Радіохвильові системи вимагають зони відчуження, оскільки зона їх чутливості виходить за межі лінії огорожі Сигнал тривоги може викликати і перехожий, що йде по стежині уздовж огорожі, захищеною радіохвильовою системою, і поливна машина або вантажівка з металобрухтом, що проїжджає по дорозі в десяти-пятнадцати| метрах від огорожі [11]. При розташуванні кабелів в горизонтальній площині (у землі) вплив проїжджаючого транспорту знижується, оскільки він потрапляє в зону мінімальної чутливості системи. Конфігурація лінії периметра і перепади висот не роблять впливу на властивості радіохвильових систем. Щоб уникнути утворення мертвих зон кабелі суміжних зон охорони розміщують з деяким перекриттям (2-5 м) в подовжньому напрямі.

2.6. Радіопроменеві системи

Радіопроменеві системи містять передавачі і приймачі з вузьконаправленими антенами. Використовуваний діапазон частот звичайно лежить в межах від 10 до 40 ГГц. Перетин радіопроменя в горизонтальній (а) і вертикальній (б) площинах показаний на Мал. 13. Робочою зоною радіопроменевих систем вважають зону на ділянці ВС|. На ділянці АВ| промінь дуже вузький, і його можна обійти. На ділянці З площа поперечного перетину променя дуже велика в порівнянні з площею потенційного порушника, і що виявляє здатність системи виявляється зниженою. В той же час, наявність променя на достатньо протяжній ділянці CD за межами робочої зони накладає серйозні обмеження на мінімальні розміри зони відчуження. При використанні одиночних суміщених передавачів приймача типу радіолокаторів зона відчуження повинна перевищувати розміри ділянки CD. При тому, що розноситься приймача 2 і передавача 1 по різні кінці зони (рис.20 а) вимоги, що охороняється, до зони відчуження знижуються, але все таки залишаються із-за наявності мертвих зон поблизу передавача і приймача (рис 20 б). Фактично робоча зона поміщена між крапками В і B1, а ділянки АВ| і B1A1 виходять за межі зони, що охороняється [12]. Вони можуть бути віднесені до зон відчуження. Мертві зони утворюються і від затінювання радіопроменя складками місцевості і сторонніми предметами, розташованими на лінії охорони (рис 21 в).

Рисунок 20- Радіопроменева система

Р исунок 21-Радіопроменева система

а) форма діаграм спрямованості приймальної і передавальної антен в горизонтальній площині;

б) мертві зони, пов'язані з діаграмою спрямованості антен у вертикальній площині;

в) мертві зони, пов'язані з нерівностями грунту і наявністю сторонніх предметів

Радіопроменеві системи найчастіше використовують для контролю протяжних прямолінійних ділянок, коли є досить вільного простору для винесення приймачів і передавачів за межі зон, що охороняються. Радіопроменеві засоби виявлення, як правило, застосовуються одночасно з іншими засобами, які дозволяють закрити властиві радіопроменевим системам мертві зони.

2.7. Геофонні системи

Геофони - це сейсмічні датчики (сенсори), широко використовувані в геології для каратажа|, при якому реєструються коливання грунту від хвиль звукового діапазону частот, збуджених на поверхні землі, і відбитих від порід, що залягають на різних глибинах під землею. Геофони володіють надзвичайно високою чутливістю. Їх чутливість залежить від напряму джерела коливань. Максимальна чутливість спостерігається у вертикальному напрямі (уздовж осі датчика), мінімальна чутливість - в перпендикулярному до осі напрямі. Цю їх особливість враховують при проектуванні і монтажі систем охоронної сигналізації.

Розглянемо два характерні приклади застосування геофонних| датчиків в системах охоронної сигналізації периметра. Перша з систем - це система Geonet 651 серії М фірми SouthWest Micriwave. Геофони, встановлені в захисних корпусах, кріплять у вертикальному положенні безпосередньо до металевої огорожі на відстані приблизно 6 м один від одного. При спробі подолання огорожі порушником в ній виникають вібрації, які перетворяться геофоном в електричний сигнал (частотний діапазон 800-5000 Гц). Цей сигнал поступає в процесор 651, де піддається обробці, детектуванню і аналізу. Якщо сигнал, що детектує, перевищує порогове значення, формується сигнал тривоги. Вертикальне розташування геофону на огорожі дозволяє понизити рівень перешкод, викликаних природними явищами, наприклад, вітром. Вітер приводить до горизонтальних коливань огорожі, чутливість до яких у геофону мінімальна. |Типовий склад системи наступний. Шість геофонів, об'єднаних в два геофонні| ланцюги, обслуговуються одним процесором (Geonet M-series processor). Геофони кріпляться безпосередньо до огорожі стягуваннями з неіржавіючого дроту на відстані б м один від одного, перекриваючи ділянку завдовжки приблизно 36 м. Об'єднання дев'яти подібних ділянок дозволяє утворити зону охорони, протяжністю до 300 м. Сигнал від процесора поступає в приймально-контрольну панель (ICU controller). Інформація з панелі може бути відображена на дисплеї, роздрукована на принтері або передана по каналу зв'язку.

Основним середовищем розповсюдження вібрацій, що детектують, для системи служить сама металева огорожа, в якій коливання затухають значно слабкіше, ніж в землі. Тому у разі використання цієї системи для охоронної сигналізації периметра зона відчуження не потрібна, оскільки коливання, що викликають сигнал тривоги, виникають лише при безпосередньому контакті порушника з огорожею [13].

Іншу систему Psicon випускає англійська фірма Geoquip Ltd. Ця система призначена для установки в підставі масивної огорожі, виконаної з цеглини, природного каменя або бетону. Геофони замуровують в огорожу і сполучають їх кабелями з аналізаторами, в яких відбувається обробка, детектування сигналу і формування сигналу тривоги. У системі Psicon проводиться тривимірна обробка сигналу, що приймається, і його порівняння із зразками "небезпечних" і "безпечних" сигналів, що зберігаються в архіві системи. При настройці цієї системи здійснюють імітацію небезпечних і безпечних дій і доповнюють архів новими зразками сигналів, одержаних в конкретних реальних умовах. Середовищем розповсюдження коливань є огорожа, її фундамент і земля поблизу фундаменту, і зона відчуження при використанні такої системи бажана. При сезонних і погодних змінах параметрів землі потрібна додаткова настройка системи.

2.8. Сучасні системи охорони периметрів

Система охорони периметра завжди є першим технічним рубежем захисту об'єкту; надійність і ефективність цього рубежу дуже важлива для раннього виявлення порушника. Для периметральних| систем характерний різноманітність фізичних принципів, на яких базується робота охоронних датчиків, тому спектр охоронних систем, що випускаються, вельми широкий. Принцип дії всіх систем заснований на тому, що порушник, що перетинає периметр, створює обурення певних фізичних параметрів середовища, які реєструються спеціальними датчиками. Сигнали датчиків обробляються електронним блоком (аналізатором або процесором), який формує сигнал тривоги. Для розробок, що з'явилися останніми роками, можна відзначити деякі загальні тенденції:

Впровадження цифрових методів обробки сигналів датчиків дозволяє створити «інтелектуальні» системи з такими функціями, як розпізнавання типових сигналів вторгнення, локалізація порушника в межах зони охорона, дистанційна діагностика і настройка датчиків і ін.

Мережеві технології все частіше використовуються для збору і централізованої обробки сигналів сенсорів.

Зниження енергоспоживання датчиків дозволяє створювати системи з автономним електроживленням, датчики яких пристосовані для прихованої установки на периметрі.

Мініатюрні радіопередавачі сигналів тривоги, інтегровані з охоронними датчиками, служать основою для створення бездротових систем охорони периметрів.

Багато уваги приділяється розробці бистророзгортувальних |систем, часто використовуваних для охорони периметрів тимчасових польових об'єктів.

Не маючи можливості дати детальний огляд всіх категорій сучасних периметральних| систем охорони, ми спробуємо дати уявлення про характерні особливості нових зарубіжних систем і тенденції їх розвитку.

Такі системи містять приймач і передавач СВЧ| сигналів, які формують зону виявлення у вигляді витягнутого еліпсоїда. Довжина окремої зони охорони визначається відстанню між приймачем і передавачем, а поперечні розміри зони варіюються від доль метра до декількох метрів. Принцип дії таких систем заснований на аналізі змін параметрів сигналу, що приймається, що виникають при появі в зоні стороннього предмету.