Cистемы охраны периметра — задачи и проблема выбора

18 марта 2007  |  Общие данные (основные понятия, особенности)





Cистема охраны периметра выполняет задачу обнаружения и за- держки нарушителей до их перехвата и нейтрализации. Другая ее задача — удержание нарушителей от совершения противоправных действий. Граница объекта является наилучшим местом для детекти- рования вторжения, так как в этом случае силы охраны имеют макси- мальный запас времени для противодействия.

В идеальном случае система охраны периметра представляет собой сферу, в которую заключен охраняемый объект. Эта сфера должна отвечать определенному набору критериев:
- возможность раннего обнаружения нарушителя — до его проникновения на объект;
- минимальный временной интервал от момента проникновения на объект до момента срабатывания сигнализации;
- максимальное время преодоления нарушителем каждого из рубежей;
- независимость параметров системы от сезона и погодных условий;
- невосприимчивость к внешним факторам — индустриальные помехи, грозовые разря- ды и т. п.

Удержание обеспечивается внедрением такой системы, которую потенциальные нару- шители рассматривают как непреодолимое препятствие. Под непреодолимостью следует понимать как невозможность преодоления заграждений, так и неминуемость обнаружения нарушителей техническими средствами. Связанная с методами удержания проблема состо- ит в том, что измерить эффективность удержания численно невозможно. Организация противодействия нарушителям невозможна без их обнаружения. Эффек- тивность выполнения функции обнаружения измеряется с помощью таких характеристик, как вероятность обнаружения, частота ложных тревог и уязвимость к преодолению. Верная интерпретация этих показателей имеет первостепенное значение для проектирования и эксплуатации любой системы охраны периметра.

Вероятность обнаружения

Для идеального датчика вероятность обнаружения РD равна 1 — на сто пересечений линии периметра должно быть сто сигналов тревоги. На практике таких датчиков не существу- ет, поэтому РD всегда меньше 1. Вероятность обнаружения зависит от нескольких факторов:
- характеристик объекта обнаружения (идущий, бегущий или ползущий нарушитель);
- принципа работы датчика;
- условий установки датчика и настройки его чувствительности;
- погодных условий;
- технического состояния аппаратуры.

Эти факторы могут варьироваться, поэтому значение РD для конкретного датчика не является постоянной величиной и зависит от условий его работы. Так, для малой угрозы (футбольный фанат) датчик может иметь одно значение РD, например 0,99, а для большой угрозы (диверсант) — совсем другое. Аналогичным образом, непрактично использовать СВЧ или пассивный ИК-датчик там, где зимой могут образовываться сугробы — нарушитель может прорыть в снегу туннель и пробраться необнаруженным на объект.

На практике обнаружение осуществляется в два этапа: первичное обнаружение датчи- ком и системное обнаружение оператором системы безопасности. В связи с этим вероят- ность обнаружения подразделяют на первичную РD (датчиком) и системную PS. Системная вероятность обнаружения PS зависит от времени, затраченного на оценку тревожной ситуа- ции. Если время, прошедшее с момента срабатывания датчика до момента верификации сиг- нала тревоги, невелико, системная вероятность PS близка к вероятности срабатывания дат- чика РD. По мере увеличения времени оценки тревожной ситуации системная вероятность обнаружения PS снижается до нуля. Это обстоятельство предъявляет жесткие требования к аппаратуре видеонаблюдения, разворачиваемой на периметре объекта. Вероятность обнаружения повышается с уменьшением порога срабатывания датчика (повышением его чувствительности), однако при этом возрастает вероятность ложной тревоги РА. Ее можно определить как число ложных срабатываний датчика, отнесенное к числу его опросов (если оно достаточно велико).

Частота ложных тревог

Частота ложных тревог — число ложных тревог в течение заданного промежутка времени. Для идеальной системы частота ложных тревог должна быть равна нулю. Стрем- ление повысить чувствительность системы неизбежно влечет за собой увеличение числа ложных тревог. Именно поэтому в системе охраны периметра необходима ТВ-аппаратура оценки ситуации — далеко не все тревоги вызваны вторжением. На практике разработчик системы должен поддержать требуемую вероятность обнаружения при заданной частоте ложных тревог (критерий Неймана — Пирсона, широко применяющийся в радиолокации). В нашем случае примером критерия может быть следующий: система должна иметь РD = 0,95 для человека массой 40 кг, пересекающего зону обнаружения пешком, ползком, прыжками, бегом или перекатывающегося при скорости 0,1–5 м / с при частоте ложных тревог не более двух в сутки.

Уязвимость к преодолению

Идеальный датчик невозможно преодолеть незамеченным, чего нельзя сказать о реальных приборах. Различные модели датчиков имеют разную уязвимость. Существует два основных способа преодолеть систему — обход и обман. Поскольку все датчики имеют ограниченную зону обнаружения, любой датчик можно преодолеть, обойдя эту зону. Дан- ная проблема решается совершенствованием различных инженерных заграждений. Кроме того, зная физические принципы работы датчика, можно разработать методы пересечения его зоны обнаружения, например снижение видимого контраста нарушителя или снижение скорости его движения. Численно уязвимость к преодолению характеризуется вероятнос- тью пропуска РМ = 1 – РD.

Классификация датчиков

Существует несколько способов классификации периметровых датчиков. Мы будем разделять их на следующие типы:
- пассивные и активные датчики;
- датчики скрытой и открытой установки;
- объемные и линейные датчики;
- стационарные и быстроразвертываемые датчики.

Пассивные и активные датчики

С практической точки зрения наиболее важно различать пассивные и активные датчики. Пассивные датчики обнаруживают определенный вид энергии, излучаемой нару- шителем, или фиксируют изменение физического поля, им вызванное. Преимуществом пас- сивных датчиков является трудность их обнаружения — нет источников энергии, которые легко может зафиксировать нарушитель. Недостаток всех пассивных систем — чувствитель- ность к метеоусловиям и техногенным факторам и, как следствие, заметное число ложных тревог. Активные датчики включают в себя передатчик и приемник электромагнитных волн и выявляют изменения принимаемой энергии, вызванные наличием или движением нарушителя. Основная цель использования внешних источников энергии — эффективная борьба с ложными тревогами.

Датчики скрытой и открытой установки

При открытой установке — на ограждении или другой опорной конструкции — датчик может попасть в поле зрения нарушителя. Подготовленный нарушитель может при этом определить принцип его работы и уязвимость к преодолению. С другой стороны, открытая установка охранных систем может удержать возможных нарушителей от противоправных действий. Скрытые датчики невозможно обнаружить при визуальном наблюдении (напри- мер, датчики, расположенные под землей), поэтому в ряде случаев они более эффективны. Кроме того, такие датчики не влияют на внешний вид охраняемой территории. Недостатка- ми датчиков скрытой установки являются повышенные затраты на их установку и техничес- кое обслуживание.

Объемные и линейные датчики

Объемные датчики обнаруживают вторжение в некоторый объем, который обычно не виден и не может быть точно оценен нарушителем. Линейные датчики производят обнаружение вдоль некоторой линии — например, датчики, установленные на ограждении и фиксирующие его вибрацию. Выявить зону обнаружения линейного датчика несложно. Стационарные и быстроразвертываемые датчики По способу установки датчики разделяются на два класса — стационарные, предна- значенные для непрерывной работы в течение нескольких лет, и быстроразвертываемые, предназначенные для временного блокирования рубежей охраны. В свою очередь, стационарные периметровые средства можно разделить на три большие группы. Под- земные датчики располагаются в виде линии непосредственно под поверхностью земли.

Датчики, связанные с ограждением, размещаются на заборе или сами являются элементом ограждения. Индивидуально устанавливаемые датчики не относятся к двум предыдущим категориям и устанавливаются на опорах. Основные технические характеристики быст- роразвертываемых средств охраны периметра близки к стационарным, отличаясь массой и габаритами, а также тактикой применения. Необходимо подчеркнуть, что отдельный класс быстроразвертываемых систем составляют датчики обрывного типа, принцип дейс- твия которых основан на регистрации разрыва цепи постоянного тока. Они рассчитаны для создания произвольной конфигурации участка блокирования на местности с произ- вольным рельефом. Наибольшая эффективность применения обрывных средств достига- ется в условиях сильно пересеченной местности с густой растительностью, маскирующей чувствительный элемент.

Принципы работы датчиков

Сейсмические датчики и датчики давления — пассивные, скрытые устройства. Они устанавливаются под землей и реагируют на возмущения в грунте, вызванные пере- мещающимся нарушителем. Датчик давления состоит из шланга, заполненного жидкостью- антифризом и соединенного со специальным сенсором, измеряющим давление. Сенсор содержит высокочувствительные мембраны и микропроцессор для преобразования и ана- лиза сигналов, которые сравниваются с типовыми образами, характерными для реальных вторжений. Система с уравновешенным давлением содержит два таких шланга, что позво- ляет обнаруживать разность давлений, уменьшая тем самым вероятность ложных тревог. Гидравлические датчики можно устанавливать в различные грунты, под асфальт или тро- туарные плиты. Высокая чувствительность датчиков требует, чтобы деревья или крупные кустарники находились не ближе 3–4 м от шлангов. Ширина зоны обнаружения составляет 2,5–3,5 м; система позволяет обнаруживать нарушителя, который пересекает защищаемый рубеж шагом, бегом, скачками, перекатыванием или с помощью подкопа.

Сейсмический датчик представляет собой линию сейсмоприемников, каждый из кото- рых содержит проводящую катушку и постоянный магнит. Один из этих элементов фиксиру- ется, другой — свободно колеблется при сейсмических возмущениях. При этом в катушке генерируется электрический ток, регистрируемый анализатором. Известны и сейсмодатчи- ки, основанные на другом принципе работы — пьезоэффекте. Датчики собирают в так назы- ваемую сейсмокосу и помещают под землю или прикрепляют к ограде. Высокая чувстви- тельность этих датчиков позволяет регистрировать весьма слабые сигналы и обнаруживать нарушителя, преодолевающего, например, массивную бетонную или кирпичную стену. Чувствительность сейсмодатчиков и глубина их расположения существенно зависят от состава и плотности грунта. Для оптимизации характеристик системы на их основе необ- ходим компромисс между высокой вероятностью обнаружения при малой ширине зоны обнаружения для мелкозаглубленных датчиков и меньшей вероятностью обнаружения при большей ширине зоны обнаружения для датчиков на большой глубине.

Датчики давления и сейсмические датчики теряют чувствительность в промерзшей почве. Поэтому в регионах с суровой зимой необходимо проводить сезонные настройки этих приборов. Таким типам датчиков свойственны ложные тревоги, вызываемые естест- венными или искусственными сейсмическими шумами. Основной естественный источник ложных тревог — энергия ветра, передаваемая в грунт ограждениями, столбами и деревья- ми, источники ложных тревог антропогенного происхождения — транспорт и тяжелое про- мышленное оборудование. Для борьбы с ложными тревогами, возникающими в датчиках давления и геофонах, используются микропроцессоры, использующие принцип распозна- вания образов и сравнения их с эталонными, записанными в памяти анализатора. Подобные системы можно «обучать» непосредственно на объекте, сохраняя в памяти процессора как «тревожные», так и «ложные» сигналы.

Датчики магнитного поля также относятся к классу пассивных скрытых устройств. Они устанавливаются под землей и реагируют на изменение магнитного поля, вызванного перемещением металлических предметов. Магнитометрический датчик состоит из после- довательности установленных в земле токопроводящих петель или катушек. Перемещение металлического предмета вблизи петли или катушки изменяет местное магнитное поле и индуцирует электрический ток. Иногда датчики магнитного поля совмещают с сейсми- ческими — в этом случае эффективно решается задача обнаружения наиболее опасных нарушителей — вооруженных. Другим аргументом в пользу комбинирования сейсмичес- кого и магнитометрического каналов является возможность оптимального согласования зон обнаружения при отсутствии взаимных помех. Однако датчики магнитного поля чувс- твительны к местным электромагнитным помехам, вызванным, например, молнией. Наруши- тели, не имеющие металлических предметов, легко могут преодолеть рубеж, оснащенный датчиками только этого типа.

Перфорированные коаксиальные кабели (активные датчики скрытой установки), или кабели вытекающей волны (КВВ). Датчик этого типа реагирует на перемещение рядом с ним материалов с высокой диэлектрической проницаемостью или проводимостью. Назва- ние датчика произошло от его конструкции — оплетка кабеля имеет систему отверстий и не обеспечивает полного экранирования центрального проводника, вследствие чего часть энергии излучается в окружающее пространство. Зона обнаружения формируется передающим и приемным кабелем, которые располагаются под землей или непосредствен- но на грунте (в быстроразвертываемом исполнении).

Потенциальными источниками ложных тревог для КВВ являются движущиеся метал- лические предметы и проточная вода. Другой проблемой является то, что неподвижные металлические предметы и стоячая вода могут искажать электромагнитное поле до такой степени, что возникают «слепые» зоны. Поэтому КВВ нельзя использовать вблизи металли- ческих предметов (решеток, опор) или подземных коммуникаций (водопроводов, линий связи). Главное применение перфорированных кабелей — усиление других средств охра- ны для обнаружения ползущего нарушителя и создания полновысотной объемной зоны от земли до высоты в несколько метров.

Волоконно-оптические кабели для передачи информации можно использовать также в качестве датчиков для периметровых охранных систем. В них наблюдается несколь- ко физических эффектов, позволяющих применять световоды в качестве датчиков вторже- ния. Во всех случаях к одному концу кабеля подключен миниатюрный полупроводниковый лазер, а его противоположный конец состыкован с фотодиодом, преобразующим оптичес- кий сигнал в электрический. Анализатор сравнивает принимаемый сигнал с эталонным, который соответствует невозмущенному состоянию сенсора, и детектирует внешние воз- действия на кабель — смещение, вибрацию или сжатие. Оптоволоконные системы отлича- ются очень малой восприимчивостью к любым электромагнитным помехам, что позволяет использовать их в неблагоприятной электромагнитной обстановке. Одиночный волоконно- оптический кабель, заглубленный в грунт на несколько сантиметров, может эффективно обнаруживать человека, наступившего на него. Для создания зоны обнаружения заданных размеров непосредственно под поверхностью земли создается сеть из волоконно-опти- ческих кабелей. Самостоятельное применение такого средства обнаружения возможно в районах с отсутствием снежного покрова. Интересной особенностью оптоволоконных систем является возможность их применения для защиты не только неогражденных терри- торий, но и оград. В этом случае волоконно-оптический кабель крепится непосредственно к забору и может играть роль как сенсора, так и среды передачи информации.

Источники ложных тревог для волоконно-оптических кабелей аналогичны указанным для сейсмических устройств. При уменьшении сейсмической связи с грунтом, например при расположении волокна в канавке, заполненной гравием, влияние сейсмических помех может быть сведено к минимуму. К ограничениям применения оптоволоконных систем можно отнести сложность процедуры сращивания и ремонта кабелей в полевых условиях. Датчики вибрации — устройства пассивного типа. Предназначены для установки на бетонные или сетчатые ограждения и используются для обнаружения нарушителя, перелезающего через забор или пытающегося разрушить его. В зависимости от способа монтажа для нарушителя могут являться как скрытыми, так и открытыми. Для обнаружения используется несколько типов чувствительных элементов — трибоэлектрические и пьезо- электрические датчики, микрофонные кабели и др. Датчики вибрации позволяют решить широкий круг задач периметровой охраны, включая слежение за нарушителем до момента вторжения на охраняемую территорию (начало разрушения ограждения). Для миними- зации ложных тревог важна надежная конструкция ограждения, особенно это относится к заборам из металлической сетки; жесткость и натяж ение сетки существенно влияют также на значение вероятности правильного обнаружения.

Емкостные датчики являются активными и представляют собой один или несколь- ко металлических электродов, укрепленных на изоляторах вдоль ограды. По своей сути они являются антенной системой, часто выполняемой в виде декоративного элемента верха ограждения, что повышает скрытность ее установки. Антенная система подклю- чается к электронному блоку, генерирующему электрический сигнал и измеряющему емкость антенной системы. Когда человек приближается к электродам или касается их, емкость антенной системы изменяется, что регистрируется электронным блоком, выдающим сигнал тревоги. Конфигурация зоны обнаружения определяется методом крепления электродов. При установке основного электрода вдоль верхнего торца ограды система эффективно регистрирует лишь попытки перелезания. Если электроды смонтированы вдоль средней линии ограды, то система срабатывает уже при прибли- жении нарушителя к периметру.

Емкостные датчики наиболее эффективны на объектах, оборудованных прочными жес- ткими оградами (железобетонные плиты, кирпичные стены, сварные металлические панели и т. п.). Они восприимчивы к электромагнитным помехам, в первую очередь, к грозовым разрядам. Для уменьшения частоты ложных тревог важно обеспечить хорошее заземление этих датчиков.

Чувствительные ограждения являются пассивными сенсорами открытой установ- ки, при этом чувствительные элементы датчиков формируют само ограждение. Например, чувствительное ограждение с туго натянутой проволокой состоит из большого числа параллельных горизонтальных металлических нитей, вблизи которых размещены чувс- твительные элементы. Эти чувствительные элементы обнаруживают отклонение нитей при их разрезании, попытке перебраться по ним, а также увеличение расстояния между нитями при попытке проникнуть сквозь ограждение. Чувствительные ограждения обычно более устойчивы к ложным тревогам, чем датчики вибрации, поскольку для их возму- щения требуется значительно большее усилие. Однако из-за того, что чувствительные ограждения имеют четко определенную плоскость обнаружения, они уязвимы к спосо- бам преодоления, характерным для подготовленных нарушителей. Часть ложных тревог от датчиков с туго натянутой проволокой связана с их неграмотной установкой и плохим техническим обслуживанием.

Активные ИК-датчики состоят из полупроводникового лазера и фотоприемника, располагаемых в зоне прямой взаимной видимости. Датчик формирует сигнал тре- воги в случае блокировки ИК-излучения непрозрачным объектом. Особенность этих систем — возможность создания очень узкой прямолинейной зоны обнаружения. Это особенно важно для объектов, вокруг которых невозможно создать зону отчуждения. Основная проблема активных ИК-датчиков — ложные срабатывания при неблагоприятных атмосферных условиях, уменьшающих прозрачность среды. Источником помех может быть также прямая засветка приемника солнечными лучами. Поэтому для обеспечения высокой помехозащищенности от засветки важно правильно юстировать датчик при его настройке и выполнять все рекомендации изготовителя по монтажу.

Для снижения уязвимости активных ИК-систем их делают многолучевыми (обычно используют два или четыре независимых луча), а также применяют схемы микропроцес- сорной обработки сигналов. Специальные меры принимают для сохранения работоспо- собности датчиков в зимних условиях, при возможности обмерзания или налипания снега на оптические поверхности блоков. Надежными методами борьбы с указанными явлениями служат специальные козырьки на оптических фильтрах и внутренние обогреватели. Теоретически активные ИК-датчики являются приборами скрытой установки — в них используется излучение с длиной волны 0,9 мкм, невидимое глазом человека. Однако сис- тема лучей, создаваемых ими, хорошо заметна в любом приборе ночного видения. Поэтому системы на их основе уязвимы для квалифицированных нарушителей. Пассивные ИК-датчики по принципу работы полностью аналогичны ИК-датчикам широкого применения и отличаются от них только увеличенной дальностью действия и климатическим исполнением. Принцип действия этих приборов основан на регистрации изменения во времени разницы между интенсивностью инфракрасного излучения от чело- века и фонового теплового излучения.

Пассивные ИК-датчики должны устанавливаться в периметровой зоне таким образом, чтобы лучи зоны чувствительности были перпендикулярны предполагаемому направлению движения нарушителя. Проблемы, связанные с использованием этих устройств, неод- нократно обсуждались, и более подробно на них мы останавливаться не будем. СВЧ-датчики (двухпозиционные и однопозиционные) являются активными устройс- твами, работающими, как правило, в диапазоне 10–24 ГГц. В случае двухпозиционного прибора на противоположных концах зоны обнаружения размещают приемник и передат- чик СВЧ-сигналов, которые формируют зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида вращения. Длина отдельной зоны охраны определяется расстоянием между приемником и передатчиком, а диаметр зоны может достигать нескольких метров. Принцип действия таких систем основан на анализе изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в зоне постороннего предмета. СВЧ-датчики применимы там, где обеспечивается прямая видимость между приемником и передатчиком, т. е. профиль поверхности должен быть достаточно ровным и в зоне охраны должны отсутствовать кусты, крупные деревья и т. п.

Применяют СВЧ-датчики при установке вдоль оград и для охраны неогражденных участков периметров для обнаружения нарушителя, который преодолевает рубеж охра- ны в полный рост или согнувшись. Общим недостатком этих приборов является наличие «мертвых» зон — чувствительность системы понижена вблизи приемника и передатчика, поэтому приемники и передатчики соседних зон должны устанавливаться с перекрытием в несколько метров. Кроме того, СВЧ-датчики недостаточно чувствительны непосредствен- но над поверхностью земли (30–40 см), что может позволить нарушителю преодолеть рубеж охраны ползком.

Широкая зона чувствительности СВЧ-датчиков обуславливает ограниченность их при- менения на объектах, где возможно случайное попадание в зону обнаружения людей, транспорта и т. п. В таких ситуациях для предотвращения ложных срабатываний рекоменду- ется с помощью дополнительной ограды оборудовать предзонник. При эксплуатации в зоне обнаружения необходимо периодически выкашивать траву и убирать снег. При значитель- ной высоте снежного покрова (более 0,5 м) необходимо изменить высоту крепления блоков на стойках и провести их дополнительную юстировку. В однопозиционном СВЧ-датчике передатчик и приемник объединены в одно устройс- тво. Эти датчики работают селективно по дальности и по своей сути являются малогабарит- ными радиолокаторами.

Проводноволновые датчики также являются активными приборами. Чувствительным элементом в них является пара расположенных параллельно проводников, к которым под- ключены, соответственно, передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары («открытой антенны») образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаим- ного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется и система генерирует сигнал тревоги. При использовании проводноволновых средств обнаружения (ПВСО) на оградах кабели устанавливают либо на специальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды, выпускаются также модификации этих приборов для защиты неогражденных терри- торий. Преимуществами ПВСО являются возможность блокирования рубежей произволь- ной конфигурации без предварительной подготовки и возможность сопряжения линейной части с инженерными препятствиями (сетка, колючая проволока), обеспечивающая сочета- ние заградительных и обнаружительных функций. К числу достоинств проводноволновых датчиков следует отнести малую стоимость и трудоемкость монтажа, низкие эксплуатаци- онные расходы (отсутствует необходимость сезонного обслуживания).

Телевизионные детекторы движения обрабатывают сигналы от передающих камер системы охранного телевидения. К основным достоинствам этих приборов следует отнести пассивный принцип их работы и возможность создания зоны обнаружения сложной кон- фигурации, обход которой для нарушителя затруднен. Основными недостатками устройств являются подверженность влиянию метеопомех, обязательное наличие в системе охранно- го освещения, а также высокая стоимость профессиональных моделей.

По принципу обработки сигнала телевизионные детекторы движения делятся на две группы — аналоговые и цифровые. Аналоговые детекторы движения реализуют простей- шие пороговые алгоритмы обработки сигнала и требуют постоянного уровня освещенности в контролируемой зоне. При обработке видеосигнала цифровым детектором все изображе- ние разбивается на прямоугольные области, каждая из которых, в свою очередь, разбивает- ся на ячейки меньшего размера. Опорное изображение обычно периодически обновляется в памяти с частотой, задаваемой пользователем, — это позволяет существенно снизить уровень ложных тревог, вызванных изменением освещенности объекта. Зона обнаружения также задается пользователем и может состоять из одной области или нескольких, мини- мальный размер обнаруживаемого объекта определяется размером ячейки. Эффективная работа телевизионных детекторов движения в большой степени зависит от корректности расчета полей зрения ТВ-системы, правильности выбора конкретной модели детектора, а также точности его настройки. В любом случае на телевизионной дальности обнаружения на вертикальный размер изображения человека должно приходиться не менее двух ячеек обнаружения.

Модели среднего класса имеют до шестнадцати входов для подключения ТВ-камер и один процессор обработки видеосигнала. Поскольку для обнаружения движения необ- ходима обработка, как минимум, двух кадров, в многокамерной системе интервал между вычислениями межкадровой разности для одной камеры может оказаться значительным. Это может быть неприемлемым для ТВ-камер с узкими полями зрения: быстро перемещаю- щийся нарушитель пересечет зону контроля незамеченным.

В наиболее совершенных детекторах движения видеосигнал каждой из ТВ-камер обрабатывается отдельным процессором. Это позволяет реализовать сложные алгоритмы обработки, обеспечивающие как обнаружение нарушителей, так и определение их направ- ления перемещения:
- дискриминацию по контрасту объекта (отделение цели от фона, фильтрация шумов ТВ-камеры);
- дискриминацию по размеру объекта (исключение ложных тревог, вызванных животны- ми, метеопомехами и т. п.);
- компенсацию перспективных искажений (разная чувствительность в зонах переднего и заднего планов);
- режим «день — ночь» (разная конфигурация зоны обнаружения).

Внедрение тепловизионной техники в охранные системы создает дополнительные возможности применения видеодатчиков обнаружения движения, делая их по-настоящему всепогодными и не зависящими от наличия или отсутствия освещения. Принципы создания системы охраны периметра Проектирование любой системы охраны периметра базируется на ряде основополага- ющих принципов и выполнении ряда обязательных требований. Для большинства ведомс- твенных объектов (атомная промышленность, силовые структуры, энергетический комплекс и т. д.) эти принципы и требования формализованы в виде соответствующих ведомственных документов. Поэтому при всем кажущемся многообразии технических средств охраны периметра проектировщик в данном случае сразу прибегает к многократно апробирован- ным решениям. Тем же, кто не попадает под требования нормативных документов, необхо- димо усвоить основную концепцию проектирования таких систем.

Принцип непрерывности зоны обнаружения. Периметр — это замкнутая повер- хность вокруг некоторого объема, обозначающая юридическое право собственности. Периметр делится на зоны для облегчения обнаружения и последующего целеуказания при реагировании. Цель проектирования — обеспечение одинаковой вероятности обна- ружения РD по всей протяженности периметра. Чтобы этого достичь, датчики должны фор- мировать по периметру непрерывную линию обнаружения. На практике это означает такое расположение технических средств, чтобы зона обнаружения одного датчика пересекалась с зонами обнаружения двух смежных сенсоров.

Принцип эшелонированной защиты. Концепция эшелонированной защиты под- разумевает использование нескольких линий обнаружения. Для защиты важных объек- тов используются, как минимум, две непрерывные линии обнаружения. Использование нескольких линий обнаружения позволяет повысить надежность и отказоустойчивость, а также улучшить вероятностные характеристики системы.

Принцип ортогональности датчиков обнаружения. Для корректной работы сис- темы охраны периметра необходимо, чтобы датчик (или система датчиков) имел высокую вероятность обнаружения для всех моделей нарушителей, а также низкую частоту лож- ных тревог для всех ожидаемых условий эксплуатации. Ни один отдельно взятый датчик не удовлетворяет одновременно этим двум требованиям. Наиболее эффективны системы, в которых для формирования сигналов используются независимые (ортогональные) свойс- тва нарушителя — оптический и акустический, инфракрасный и радиоволновый сигналы. Для повышения достоверности принятия решения о вторжении на охраняемый объект применяются различные методы комбинирования сигналов от рубежей охраны. Объедине- ние сигналов по принципу совпадения (схема «И») позволяет снизить вероятность ложной тревоги РА, а объявление тревоги по сигналу любого из рубежей (схема «ИЛИ») позволяет снизить вероятность пропуска нарушителей РМ. Вероятности ошибок системы с двумя орто- гональными рубежами охраны приведены в таблице (см.рис.1).


Cистемы охраны периметра — задачи и проблема выбора

Рис.1.

При количестве рубежей больше двух возможны более сложные комбинации, одновре- менно снижающие и вероятность ложной тревоги и вероятность пропуска нарушителей. Интеграция с охранным телевидением. Современная периметровая система охра- ны представляет собой комплекс средств обнаружения, наблюдения, управления доступом и физических барьеров, объединенных общими информационными шинами. Неразрывная связь средств обнаружения и телевидения очевидна — видеосистема позволяет произвес- ти оценку истинности сигналов тревог, а часто и сама выступает в качестве самостоятель- ного детектора вторжения. Не менее важна корректная работа ТВ-системы и для сил охраны объекта — она позволяет более точно локализовать место вторжения и произвести оценку численности нарушителей.

Широкие возможности для интеграции периметровой сигнализации и телевидения дает создание универсальной среды передачи информации на базе волоконной оптики. Подобный подход целесообразен и с утилитарной точки зрения — в отличие от аппарат- ных средств обеспечения безопасности с коротким временным циклом смены поколений, кабельная инфраструктура объекта должна служить долго. Сейчас даже одно оптическое волокно в состоянии закрывать все проблемы периметровой охраны:
— обеспечивать двунаправленную передачу сигналов типа «сухой контакт»;
— передавать сигналы десятков и сотен ТВ-камер с высоким качеством и нулевой задержкой;
— обеспечивать двунаправленную передачу RS-данных и Ethernet-трафика от средств СКУД, размещенных на периметре;
— обеспечивать двунаправленную передачу аудиосигналов для громкоговорящего опо- вещения и координации действий сил охраны.

При интеграции периметровых датчиков и ТВ-камер требуется оптимизация ширины кон- трольной полосы. Инженеры – проектировщики периметровых систем часто предпочитают иметь дело с широкой полосой, позволяющей минимизировать число ложных тревог, вызван- ных особенностями местности. Видеоинженеры предпочитают более узкую контрольную полосу — при этом проще обеспечить требуемое разрешение на максимальной дальности наблюдения. Компромисс обычно достигается, если ширина контрольной полосы составляет 10–15 м. Другая проблема связана с расположением опор для телекамер наблюдения — они не должны искажать объем обнаружения. Чаще всего опоры видеонаблюдения располагают с внутренней стороны наружного ограждения на расстоянии 1–2 м от него.

Выбор аппаратной базы системы периметровой сигнализации. Выбор техни- ческих средств можно условно разделить на три этапа. На первом этапе из всех рыночных предложений выбирают системы, которые устойчивы к внешним воздействиям, характер- ным для охраняемого объекта:
— возможным угрозам вторжения;
— электромагнитным помехам;
— осадкам, ветрам, сезонным колебаниям температуры и другим климатическим явлениям;
— сейсмическим колебаниям почвы.

На втором этапе из выбранной аппаратуры отбирают устройства, соответствующие особенностям ограждения объекта и прилегающей территории:
— конструктивным характеристикам ограждения;
— уязвимым местам ограждения и вероятным способам его преодоления;
— наличию предупредительного ограждения, ширине полосы отчуждения;
— характеристикам грунта в полосе отчуждения, наличию в ней предметов и сооруже- ний, мешающих работе датчиков сигнализации;
— протяженности прямолинейных участков ограждения;
— наличию поворотов, изгибов ограждения, перепадов по высоте, обусловленных рель- ефом местности;
— наличию и характеру предусмотренных (ворота, калитки) и вынужденных (водоем, болото) разрывов в ограждении;
— наличию и характеру растительности в зоне периметра;
— наличию вблизи периметра транспортных магистралей, пешеходных маршрутов, тру- бопроводов, кабельных сетей и коммуникаций;
— возможным путям миграции животных.

На заключительном этапе из отобранных решений выбирают системы с наилучшими тактико-техническими характеристиками (вероятность обнаружения, частота ложных сра- батываний, уязвимость, надежность, стоимость и т. д.). Одна из основных проблем заключи- тельного этапа — корректный выбор длины фрагмента периметра, соответствующего одной зоне обнаружения. От точности определения координат места нарушения зависит вероят- ность P(L) развертывания сил охраны в нужном месте. При увеличении средств, отводимых на систему обнаружения, вероятность P(L) будет монотонно возрастать, приходя к насыще- нию при примерном равенстве радиуса визуального обнаружения нарушителей ? и ошибки определения места нарушения ?. Эта зависимость хорошо моделируется экспонентой вида P(L) = [1 – exp (– ? / ?)].

Радиус визуального обнаружения нарушителей для каждого объекта имеет свое зна- чение, и даже в пределах одного объекта он неодинаков вследствие ограничений прямой видимости. Значение этого параметра лежит в пределах от нескольких десятков до несколь- ких сотен метров. Значение ошибки ? определения места нарушения при использовании обычных периметровых систем обнаружения имеет значение порядка половины длины участка: ? ? L / 2N. Существование этой ошибки и ее влияние на успешные действия сил охраны ставят предел стремлению увеличивать длину каждого независимого участка с целью экономии средств, расходуемых на оборудование периметра системой обнаруже- ния. Таким образом, существует верхняя граница длины фрагмента периметра, блокируемо- го одним средством обнаружения. С другой стороны, чрезмерно уменьшать длину участка периметра, контролируемого одним датчиком, нецелесообразно. Нижняя граница длины такого участка примерно равна расстоянию, преодолеваемому нарушителем за время, рав- ное времени задержки соответствующим физическим барьером (например, забором).

При построении двухрубежных периметровых систем обнаружения для первого из рубе- жей охраны приоритет следует отдать достоверности обнаружения, а для второго — точнос- ти определения координат вторжения. Это означает, что длины участков зон обнаружения первого рубежа следует выбирать бoльшими, чем длины участков зон обнаружения второго рубежа. Таким способом в двухрубежной системе будут снижены затраты на охрану перимет- ра техническими средствами при высокой точности определения места вторжения.

В целом можно сделать заключение: универсальной системы, оптимальной для любого периметра и любых условий эксплуатации, не существует. Поэтому выбор системы пери- метровой сигнализации должен осуществляться исходя из главной задачи — обеспечить максимально возможную вероятность защиты объекта.

Автор: БДИ 2/2006.


Код для размещения на форумах или блоге

«
»