Система охраны периметра обычно состоит из датчиков, регистрирующих проникновение и установленных вдоль защищаемого периметра. Сигнал с датчиков поступает на пульт, аналогичный пультам, используемым в системах сигнализации. Вся длина охраняемого периметра, так же, как и в системах сигнализации разбивается на участки (зоны). От каждого участка по отдельному проводу (лучу) сигнал от датчиков поступает на пульт. Датчик любой периметральной системы реагирует на появление нарушителя в зоне охраны или определенные действия нарушителя. Сигналы датчика анализируются электронным блоком (анализатором или процессором), который, в свою очередь, генерирует сигнал тревоги при превышении заданного порогового уровня активности в охраняемой зоне. При срабатывании датчиков на определенном участке, на пульте охраны возникает индикация факта нарушения периметра на этом участке.
Системы охраны периметра различаются друг от друга физическим параметром, измеряемым рассредоточенными по периметру датчиками и бывают следующих типов:
- Радиолучевые системы
- Радиоволновые системы
- Инфракрасные барьеры
- Вибрационные системы
- Волоконно-оптические системы
Радиолучевые системы
Такие системы содержат приемник и передатчик СВЧ сигналов, которые формируют зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида вращения. Длина отдельной зоны охраны определятся расстоянием между приемником и передатчиком, а диаметр зоны варьируется от долей метра до нескольких метров.
Принцип действия таких систем основан на анализе изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в зоне постороннего предмета. Системы 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 радиолучевые системы как при установке вдоль оград, так и для охраны неогражденных участков периметров. Эти системы обычно рассчитаны на обнаружение нарушителя, который предодолевает рубеж охраны в полный рост или согнувшись.
Общим недостатком радиолучевых систем 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, радиолучевые системы недостаточно чувствительны непосредственно над поверхностью земли (30 — 40 см), что может позволить нарушителю преодолеть рубеж охраны ползком.
Относительно широкая зона чувствительности системы обуславливает ограниченность ее применения на объектах, где возможно случайное попадание в зону обнаружения людей, транспорта и т.п. В таких ситуациях для предотвращения ложных срабатываний рекомендуется с помощью дополнительной ограды оборудовать предзонник.
Блоки радиолучевых систем устанавливают либо на грунте (с помощью специальных стоек), либо на ограде или стене здания. При установке системы на грунте требуется подготовить охраняемую зону — спланировать территорию, удалить кустарники, деревья и посторонние предметы. При эксплуатации необходимо периодически выкашивать траву и убирать снег. При значительной высоте снежного покрова (более 0,5 м) необходимо изменить высоту крепления блоков на стойках и провести их дополнительную юстировку.
Радиоволновые системы
Чувствительным элементом такой системы является пара расположенных параллельно проводников (кабелей), к которым подключены соответственно передатчик и приемник радиосигналов. Вокруг проводящей пары (“открытой антенны”) образуется чувствительная зона, диаметр которой зависит от взаимного расположения проводников. При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника изменяется и система генерирует сигнал тревоги.
При использовании радиоволновых систем на оградах, кабели устанавливают либо на специальных стойках на верхнем торце ограды, либо непосредственно на поверхности ограды.
Выпускаются модификации радиоволновых систем также для защиты неогражденных территорий. При этом кабели устанавливают в грунт на глубину 15 — 30 см. Такая система охраны является скрытой, но подвержена сильному влиянию погодных условий, снижающих стабильность ее параметров.
Преимущества радиоволновых систем перед лучевыми — независимость от профиля почвы и точное следование линии ограды.
Инфракрасные барьеры
При выборе системы периметровой сигнализации, на небольших участках с необходимостью создания нужной конфигурации объема или зоны в виде "шторы" или "занавесы", следует обратить внимание на инфракрасные извещатели как активного (ИК-барьеры), так и пассивного типа.
Пассивные ИК-датчики предназначены для обнаружения теплокровного объекта и используют способность различать пироэлементом разницу температуры человека (его одежды) и окружающей среды, что и является основой для обнаружения. Другими словами датчик реагирует на изменение инфракрасной картины, которая зависит от температуры предметов и скорости передвижения их в зоне действия сенсора.
Активные ИК-датчики (линейные) состоят из приемника и передатчика, расположенных друг напротив друга в зоне прямой видимости. Принцип обнаружения активных датчиков основан на перекрытии нарушителем ИК-луча, направленного от передатчика к приемнику на период времени больше заданного, а в многолучевых - и при перекрытии двух или более лучей.
Основная проблема ИК-датчиков - это ложные выдачи тревожных извещений, во-первых, от засветки солнечным светом, а во-вторых, от погодных условий (туман, ливневые дожди, плотный снегопад). При размещении ИК-датчиков в периметре объекта необходимо учитывать расположение извещателя, исключающую его засветку прямыми солнечными лучами или отражающей поверхностью.
На надежную работу ИК-датчиков также влияют температурные особенности окружающей среды. При ее снижении ниже -20°С резко падает чувствительность: иногда в 2 и более раз. А при достижении температуры свыше +32°С в жаркие летние месяцы возможна полная неспособность детектирования человека сенсорами.
Для борьбы с ложными сработками производители применяют дуальные датчики, объединяющие в одном корпусе инфракрасный и СВЧ- извещатели.
Для всех ИК-сенсоров очевидно, что при работе на улице они подвергаются воздействию самых разнообразных помех. Сегодня производитель все больше начинает применять в ИК-датчиках микропроцессорную обработку сигнала, что позволяет получать не только высокую помехоустойчивость, но и высокую вероятность обнаружения нарушителя.
При необходимости охранять открытую или закрытую территорию с периметром от десяти до тысячи метров используется система активных фотоэлектрических датчиков (ИНФРАКРАСНЫЕ АКТИВНЫЕ БАРЬЕРЫ).
Система охраны периметра устанавливается на ограждениях и без них. Она используется для охраны постоянных объектов, участков строительства и на участках временно охраняемых территорий. Основу системы охраны периметра составляют фотоэлектрические датчики.
Фотоэлектрические датчики состоят из двух частей приемника и передатчика. Они разносятся вдоль линии охраны. Между ними проходит система модулированных инфракрасных лучей. Датчики этого типа срабатывают при попытке пересечь систему лучей, отличаются высокой устойчивостью и надежностью работы
Фото 4. Примеры исполнения ИК датчиков.
Вибрационные системы
В таких системах в основном используется распределённый чувствительный элемент – трибокабель или всенаправленные вибрационные извещатели, смонтированные на кабеле, монтирующиеся на охраняемом ограждении и ориентированные на непосредственное воздействие на ограждение с усилием 6-20 кг. Человек при перелазе или разрушении ограждения не в состоянии воздействовать с меньшим усилием, и, таким образом, исключаются ложные срабатывания, возможные при воздействии климатических помех или мелких животных и птиц.
Рис. 6. Примеры расположения вибрационной системы.
Извещатели такого типа предназначены для охраны любых типов ограждений от преодоления путём перелаза или разрушения полотна ограждения.
Охраняемые объекты:
- ограждения из колючей проволоки, спираль АКЛ, ССЦП, ЕГОЗА и пр. виды сетчатых ограждений;
- деревянное, кирпичное или железобетонное полотно ограждения, ограждения из профнастила
- решётчатые металлические ограждения
- крыши зданий, ангары, ворота;
- деревья, растущие близко к охраняемым ограждениям.
Датчик пассивен, не создаёт внешних излучений, не обнаруживается сканирующими устройствами. Извещатель устойчив к воздействиям импульсного нейтронного потока, электромагнитных полей РЛС, сверхкоротких видеоимпульсов электромагнитных полей.
На примере системы Гюрза приведём эксплуатационные качества извещателя:
- При условии монтажа и настройки извещателя в соответствии с руководством по эксплуатации обеспечивается 100%-ная обнаружительная способность.
- Работоспособен при любых погодных условиях (снег, дождь, град, ураганный ветер, гроза и т.д.).
- Не выдаёт сигнал тревоги на мелких животных и птиц.
- Устойчивая работа в условиях индустриальных помех и вибраций. На работу извещателя не оказывают влияние:
- помехи от линии электропередач, проходящей на расстоянии не менее 5 м от оборудованного ограждения;
- прямое облучение радиолокационной станцией с расстояния 6 м от ограждения (10 ГГЦ, 300 Вт в импульсе)
- эфирные помехи от сварочного аппарата с расстояния 20 см от ограждения;
- пропадание питания на 200 миллисекунд;
- помехи в сети электропитания от сварочного аппарата;
- вибрации от товарного состава, проходящего по железнодорожным путям на расстоянии 3 м от ограждения;
- проезд бронетранспортёра на расстоянии 1 м от ограждения и т.п.
- Постоянно осуществляется контроль целостности чувствительного элемента
- Полное отсутствие вредных воздействий на человека.
- Невозможно дистанционно вывести извещатель из строя, отключить его, заблокировать чувствительный элемент или его часть без формирования сигнала "тревога".
Волоконно-оптические системы
Волоконно-оптические кабели, используемые обычно для передачи информации, можно использовать также и в качестве датчиков для периметральных охранных систем. Деформация оптического волокна изменяет его оптические параметры и, как следствие, характеристики проходящего через волокно излучения. В силу специфики используемых физических принципов оптоволоконные системы отличаются очень малой восприимчивостью к электромагнитным помехам, что позволяет использовать их в неблагоприятной электрофизической обстановке.
Оптическое волокно в общем случае представляет собой коаксиальный световод. Свет распространяется вдоль центральной части (сердцевины) кабеля. К сердцевине волокна прилегает прозрачная оболочка, которая обладает меньшим показателем преломления, чем сердцевина. Свет, распространяющийся под углом к оси световода, отражается от границы раздела между сердцевиной и оболочкой и концентрируется в центральной части волокна. Внешнее непрозрачное покрытие служит для механической защиты кабеля.
В качестве источника излучения обычно используются миниатюрные полупроводниковые лазеры или светодиоды. На выходе кабеля излучение регистрируется фотоприемником, который преобразует оптический сигнал в электрический. При деформациях волокна изменяются условия внутреннего отражения, в результате чего претерпевают изменения фазовые и пространственные характеристики луча на выходе кабеля. Эти изменения регистрируются фотоприемником и обрабатываются анализатором сигналов.
За последние годы разработано большое количество охранных систем с волоконно-оптическими сенсорами примерами могут служить следующие системы:
Плюсы и минусы волоконно-оптических систем
Волоконно-оптические распределенные сенсоры находят широкое применение для охраны периметров и могут использоваться для организации сигнальных рубежей различных типов. К несомненным достоинствам волоконно-оптических систем следует отнести их невосприимчивость к электромагнитным излучениям и электробезопасность.
В большинстве систем используются промышленно выпускаемые волоконно-оптические кабели; хотя для некоторых тяжелых оград чувствительность таких сенсоров оказывается недостаточной.
Волоконные датчики, построенные из диэлектрических элементов, можно применять не только на оградах или стенах, но также и на взрывоопасных объектах или под водой.
Максимальная длина одной зоны охраны может достигать десятков километров. Привлекательной особенностью систем является отсутствие на периметре активного электронного оборудования; это позволяет снизить расходы на монтаж и обслуживание охранной системы.
К ограничениям применения оптоволоконных систем можно отнести сложность процедуры сращивания и ремонта кабелей в полевых условиях, для которых требуется применение микроскопа и дорогостоящего устройства для сварки волокон.
