2. Классификация средств обнаружения (датчиков, извещателей) охранной сигнализации.
Одним из актуальных направлений развития технических средств охраны (ТСО) является систематизация и унификация существующего методического и терминологического аппарата. Различия, появившиеся еще со времен СССР, были вызваны ведомственной разобщенностью двух основных государственных структур, занимавшихся техническими проблемами безопасности объектов - МВД и Министерства среднего машиностроения (ныне Федеральное агентство по атомной энергии). Достаточно упомянуть такие терминологические коллизии, как «периметральное - периметровое», «извещатель - средство обнаружения» и др. К сожалению, путаница не только не изжита до сих пор, но и продолжает нарастать, - единого ГОСТа нет, продолжают выпускаться различные ведомственные ОСТЫ и руководящие технические материалы. Это связано, в том числе, с расширением номенклатуры и появлением новых типов изделий, входом в научный оборот переводных зарубежных изданий, где «трудности перевода» только увеличивают энтропию. Иностранная терминология, «образы» и даже математика зачастую плохо «ложатся» на русский язык; например, в английском языке существует три понятия «ложная тревога», отличающиеся труднопонимаемыми нюансам.
То же самое относится и к различным классификациям изделий ТСО и, прежде всего, к средствам обнаружения (СО), как наиболее разветвленного класса специальной техники. В технической литературе существуют различные классификации СО, предназначенных для регистрации факта несанкционированного пересечения нарушителем охраняемого рубежа объекта, или его вторжением в охраняемую зону. Рассмотрим классификацию, в которой в качестве основного разделительного правила выбран критерий «тип взаимодействия средства обнаружения с нарушителем». По сути, это есть принцип сигналообразования, показывающий, каким образом (посредством чего) объект обнаружения вызывает в СО регистрируемое изменение физической величины.
Любое СО состоит из двух частей - чувствительного элемента (ЧЭ) и блока электронного (БЭ). ЧЭ формирует вокруг себя зону обнаружения (ЗО) - область пространства, вторжение в которую нарушителя вызывает на его выходе электрический полезный сигнал (ПС). БЭ воспринимает сигнал с ЧЭ, усиливает, фильтрует и обрабатывает его по определенному алгоритму, чтобы отличить ПС от разнообразных помех, которые вызываются различными природно-климатическими и индустриальными факторами. Если алгоритмические признаки удовлетворяются, то на выходе БЭ появляются бинарные сигналы «тревога», с большой вероятностью свидетельствующие о факте нарушения; количество сигналов характеризуют классификационные признаки нарушителя, которые выявляются СО. Например, это может быть направление движения (от нас, к нам), вид (одиночный, групповой, транспортное средство) и пр. Сигналы по линии связи (проводной, радио) поступают на систему сбора и обработки информации (ССОИ), где принимается решение об истинности события и адекватных мерах по задержанию нарушителя.
СО - сложное техническое устройство, представляет собой информационно-измерительную систему распознавания образов (нарушителей и источников помех), которая ставит в соответствие сигналам на входе (соответственно полезным или мешающим) выходные бинарные сигналы (типа «да» / «нет»). На рис.2 представлена его обобщенная информационно-измерительная модель.
Прежде всего, все СО важно разделить на 2 больших класса - пассивные и активные. У пассивных средств обнаружение нарушителя осуществляется посредством регистрации вызванных им изменений в существующем физическом поле, среде или веществе. Например, магнитометрические СО основаны на регистрации изменений (порядка 1 нТл) магнитного поля Земли (главная постоянная компонента около 5·10-4 нТл), вызванных вторжением в ЗО ферромагнитной массы, свойственной нарушителю (например, оружие, бытовые предметы, транспортные средства). При этом среда передачи сигнала (воздух, грунт) в силу диамагнитных свойств не оказывает на ПС никакого действия. В пассивных сейсмических СО энергия колебаний от воздействия нарушителя на поверхность Земли, воспринимаемая сейсмоприемником, будет в существенной степени ослабляться и трансформироваться средой - грунтом. Однако и в том, и в другом случае, принцип взаимодействия ЧЭ и нарушителя - пассивный.
Рисунок 2 - Обобщенная информационно-измерительная модель СО (ПРД - передатчик, ПРМ - приемник, для активных средств)
У активных средств обнаружение нарушителя осуществляется посредством регистрации вызванных им изменений в специально создаваемом физическом поле, как правило, электромагнитном. Такое поле возбуждается в пространстве, как правило, с помощью передатчика (ПРД), а детектируется с помощью приемника (ПРМ). Например, двухпозиционные радиолучевые СО основаны на регистрации изменений мощности высокочастотного электромагнитного поля, воспринимаемой от передатчика приемником, вызванных вторжением в ЗО нарушителя, обладающего определенной эффективной площадью рассеяния (излучения).
На рис.2 показаны информационные характеристики, описывающие объекты обнаружения, объекты необнаружения - источники помех, среду распространения и формирования сигналов, а также основные части СО - ЧЭ, схему аналоговой обработки и цифровой процессор. Важнейшей информационной связкой (цепочкой) в этой модели является объект обнаружения → среда → ЧЭ, именно здесь происходит формирование и преобразование исходной информации в полезный сигнал. Эта связь легла в основу классификации видов СО по принципам сигналообразования, представленную на рис.3. Дальнейшее уточнение видов может идти по менее значимым различиям, например, для вибрационных - это вид ЧЭ: распределенные или точечные, объединенные в линию.
Рисунок 2. Классификация средств обнаружения по физическим принципам сигналообразования
Необходимо отметить, что классификация СО по рис.1, как и любая другая существующая, не является полной, а лишь отражает, важнейшую функцию, реализуемую в СО - извлечение и преобразование информации через взаимодействие объекта с ЧЭ посредством среды. Другими важными классификациями СО могут быть: по тактике применения, по характеру зоны обнаружения (рис.2).
Выделенный на рис.2 класс квазипассивных СО включает такие редкие изделия (прежде всего, оптоволоконные), где активное поле циркулирует в строго ограниченном объеме (например, оптоволокне, волноводе), и не может быть зарегистрировано сканерами поля, применяемыми подготовленными нарушителями для обхода зон обнаружения.
Как показывает практика, наиболее важной классификацией по рис.3 является разделение СО по тактике применения на заградительные, не заградительные и маскируемые.
Рисунок 3 - Классификации СО по тактике применения и характеру зоны обнаружения
Другой способ классификации показан на рис.4, где датчики делятся на классы по рубежам защиты и по принципу действия.
Рис.3. Классификация современных датчиков тревожной сигнализациидля обеспечения физической защиты помещений
Заключение
Таким образом, предложенная классификация средств обнаружения по принципам сигналообразования позволяет, корректно дискриминировать известные изделия, отнеся их к двум большим классам - активных и пассивных. Дополнительная классификация по тактике применения и виду зоны обнаружения позволяет разделить СО на три других класса - заградительных, не заградительных и маскируемых. Анализ преимуществ и недостатков типов и видов СО даёт основание полагать, что «универсально» хорошего изделия быть не может, поскольку любой физический принцип не является глобально оптимальным.
Задание на самоподготовку
Изучить организацию системы защиты аэропорта и классификацию средств обнаружения защитной сигнализации.
Доцент кафедры ОАБ Вербицкий Ю.А.
Конец фо