Комбинированные средства обнаружения

Важнейшей частью в обеспечении безопасности объектов является блокирование периметра – первого рубежа охраны. При проектировании системы физической защиты оборудование выбирается с учетом особенностей объекта, помеховых факторов, климатических условий и ландшафта местности. Для этих целей применяются технические средства обнаружения, работающие на различных физических принципах: емкостные, индуктивные, вибрационные, сейсмические, микроволновые, ультразвуковые, линии вытекающей волны и т.д. Основной целью дальнейшего развития систем охраны является повышение вероятности обнаружения подготовленного осведомленного нарушителя, а также обеспечение высокой наработки на ложное срабатывание
Юрий Рыжков
Руководитель направления АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон"

К настоящему времени практически все пути совершенствования средств обнаружения (СО), построенных на одном физическом принципе действия, уже давно исчерпаны, и их дальнейшее развитие не приводит к качественному скачку в достижении поставленной цели.


Акционерное общество "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон" уже несколько лет ведет исследования в области создания комбинированных СО, основная идея которых состоит в объединении в одном устройстве нескольких физических принципов действия. При этом зоны обнаружения для каждого физического принципа действия должны перекрываться либо полностью, либо частично (рис. 1).

Типы нарушителей

Создание комбинированных СО для охраны периметров позволяет добиться довольно высокой вероятности обнаружения нарушителя и существенно уменьшить количество ложных срабатываний. Надежность обнаружения зависит от степени осведомленности нарушителя о системе охраны периметра, которая различна – от незнания или некоторого знакомства до полного знания и тренированности преодоления.


В связи с этим можно выделить различные типы нарушителей – от так называемого нормального, или случайного, нарушителя (для таких нарушителей обеспечивается вероятность обнаружения, приводимая в документации на систему) до "квалифицированного" и ознакомленного с эксплуатационной документацией. Для последних вероятность обнаружения может быть меньше, что определяется содержанием изложенных в сопровождающей документации методик по настройке и проверке.

Принципы обнаружения

Для обнаружения "квалифицированного" нарушителя с высокой вероятностью, а также для обеспечения высокой наработки на ложное срабатывание необходимо применять комбинированные средства, работающие на различных принципах действия, в которых зоны обнаружения либо полностью, либо частично перекрываются.


Для примера можно рассмотреть систему защиты периметра на основе комбинированного заграждения (верхняя часть емкостная, а нижняя индуктивная) и сейсмического средства обнаружения (рис. 4).

Анализ сигналов с каждого канала

Один из вариантов обработки сигналов комбинированного СО (системы) строится на взаимно-корреляционном анализе первичных сигналов, поступающих с каждого канала, построенного на определенном физическом принципе. При самостоятельной работе вышеупомянутые средства обнаружения выдают сигнал тревоги после срабатывания порогового устройства. Если ставится задача обнаружения "квалифицированного" нарушителя, то существует вероятность применения им ухищренного способа преодоления заграждения. В этом случае возможен пропуск преступника, так как амплитуда сигнала в одном или нескольких каналах может быть ниже порогового значения.

Совместная обработка каналов

Существует и другой вариант – преодоление на фоне заведомо известных помеховых сигналов (например, в момент проезда на расстоянии транспорта, поездов, пролета самолета). Самостоятельно каждое из этих средств отстроится от этих помех, но может и пропустить нарушителя. Поэтому для комбинированной системы целесообразно рассматривать алгоритм совместной, взаимно-корреляционной обработки между составляющими каналами. Поскольку зона обнаружения при комбинации "сейсмика – емкость – индуктивность" является единой, при попытке раздвижения проводов внизу заграждения (индуктивный канал) или при перелазе через верх заграждения сигнал по сейсмическому каналу тоже присутствует и начинается еще при подходе к заграждению (рис. 5).


Методы преодоления заграждения
Возможны 4 вида преодоления такого типа комбинированного заграждения:

  1. методом перелаза через верх без подручных средств (рис. 3);
  2. путем перелаза через верх по приставной лестнице (рис. 2);
  3. методом раздвижения соседних проводов внизу заграждения и пролаза между ними;
  4. путем подкопа.
    При этом:
    • если происходит преодоление методом перелаза через верх без подручных средств, сигналы возникают при подходе к заграждению в сейсмическом канале и далее в емкостном канале (в случае настройки как на подход, так и на касание заграждения);
    • если происходит перелаз по приставной лестнице, то сигналы возникают также в сейсмическом и емкостном канале;
    • в случае преодоления путем раздвижения соседних проводов внизу заграждения и пролаза между ними сигналы возникают при подходе к заграждению в сейсмическом канале и при раздвижении проводов в индуктивном канале;
    • при преодолении путем подкопа сигналы возникают только в сейсмическом канале (и значительно большие величины сигнала по сравнению с обычным проходом по земле). Образование сигнала в индуктивном канале при подкопе может возникнуть только в случае случайного касания проводов при пролазе под заграждением.

Варианты преодоления какого-либо канала обнаружения с нарушением его целостности здесь не рассматриваются, так как в этом случае сигнал тревоги выдается соответствующей схемой контроля исправности канала независимо от состояния других каналов.

Принятие решений о тревоге
Из вышесказанного следует вывод, что принимать решение о выдаче сигнала тревоги возможно по взаимно-корреляционной обработке следующих каналов:

  • между сейсмическим и емкостным каналами;
  • между сейсмическим и индуктивным каналами.

А для метода преодоления с помощью подкопа под СЗ решение о тревоге должно приниматься по автокорреляционной функции сейсмического канала с учетом значительно больших величин сигнала по сравнению с обычным проходом по земле.


На рис. 6 представлены записи сигналов с сейсмодатчика и с емкостного канала при перелазе через заграждение. Аналогично выглядят записи сигналов с сейсмодатчика и с индуктивного канала при пролазе через заграждение.


На рис. 7 показаны те же сигналы после выделения огибающей.


На рис. 8 продемонстрирована результирующая взаимно-корреляционная функция.

Преимущества комбинированной системы

Комбинированная система обнаружения заградительного типа на основе емкостного и индуктивного каналов обнаружения и сейсмодатчиков будет иметь более высокие тактико-технические характеристики (вероятность обнаружения и наработку на ложное срабатывание) обнаружения "квалифицированного" нарушителя.