Выбор системы охраны для периметра

15.01.2009. Выбор системы охраны для периметра

Защита периметра – комплексная задача, для эффективного решения которой очень важен правильный выбор охранной системы и ее оптимальное сочетание с физической границей объекта. Сегодня рынок периметральной охранной техники предлагает весьма широкий спектр оборудования; трудно найти такой физический принцип, который разработчики не пытались бы использовать для практических применений. При выборе системы охраны периметра необходимо учитывать множество технических и природных факторов, поэтому невозможно выделить какую либо одну систему – самую универсальную и эффективную.

Основными факторами, определяющими выбор охранной системы, являются тип ограды и ожидаемый вид вторжения. Необходимо учитывать также техногенные и природные факторы, которые могут заметно влиять на эффективность работы сигнального рубежа.

Рассмотрим несколько типичных задач и попробуем дать соображения по выбору оборудования исходя из параметров ограды или границы объекта.

Легкие металлические ограды

К легким металлическим оградам относятся барьеры из сетки типа "рабица", колючей проволоки, сетки типа ССЦП, "режущей спирали" и им подобные. Такие эластичные ограды заметно деформируются или вибрируют, когда нарушитель пытается их преодолеть. Поэтому в таких случаях чаще всего используют распределенные датчики в виде кабелей, которые регистрируют деформации или вибрации ограды.

В России хорошо известны и популярны отечественные охранные системы с трибоэлектрическими сенсорным и кабелями: изделия серий "Дельфин", "Багульник", "Гюрза"; из недавних российских разработок – система Trezor-V и др. Анализатор системы Trezor-V отличается наличием регулируемых фильтров, позволяющих компенсировать резонансные свойства ограды, и временного дискриминатора, повышающего помехоустойчивость системы.

В качестве трибоэлектрических сенсорных кабелей в отечественных системах используются промышленно выпускаемые многопарные телефонные кабели серии ТПП. Из аналогичных зарубежных систем подобного типа здесь можно упомянуть систему Multisensor израильской фирмы Galdor. В диэлектрической изоляции таких кабелей при деформации или трении наводятся поверхностные заряды, которые регистрируются электронным блоком охранной системы.

Особенность трибоэлектрических кабелей заключается в том, что спектр их чувствительности ограничен частотным диапазоном от 0,1 до 1 Гц ("Гюрза-035") или до 3–5 Гц (Multisensor). Это означает, что трибоэлектрические системы позволяют обнаруживать только вторжения, которые сопровождаются медленными деформациями ограды, то есть когда нарушитель перелезает через ограду или пытается приподнять ее. Такие системы правильно было бы называть деформационно-чувствительными, а не вибрационно-чувствительными, как это часто делают.

Если нарушитель использует для проникновения механический инструмент (кусачки, дрель, пилу и т.п.), то возникающие в ограде вибрации обычно лежат в диапазоне частот от нескольких десятков Гц до 2–3 кГц. В этом случае для регистрации нарушителя применяются системы с более широкой полосой частот, в которых используются специально разработанные сенсорные кабели различных типов. За рубежом наибольшее распространение получили коаксиальные сенсорные кабели, в которых изолятор между центральным проводником и оплеткой представляет собой электретный элемент – диэлектрик с предварительно индуцированной электрической поляризацией. Некоторые зарубежные производители называют такие кабели пьезоэлектрическими.

Коаксиальные электретные кабели применяются в охранных системах серий Intelli-FLEX (фирма Sentar-Stellar, Канада), Flexiguard (APS, Великобритания), CPS (GPS Standard, Италия) FenceSecure (Harper Chalice, Великобритания) и др.

Английская компания Geoquip выпускает охранные системы серии Defensor с вибрационно-чувствительным сенсорным кабелем, который представляет собой распределенный электромагнитный микрофон. Кабель содержит гибкие полимерные магниты, в зазорах между которыми помещены подвижные проводники, генерирующие электрические сигналы при вибрациях кабеля. Системы на базе такого микрофонного кабеля применяются на металлических оградах различных типов.

На мировом рынке предлагаются периметральные охранные системы с волоконно-оптическими сенсорами, предназначенные для эластичных металлических оград. Сенсорные кабели либо крепятся к полотну ограды, либо выполняются в виде отдельной сетчатой структуры, монтируемой рядом с оградой. Отличительная особенность волоконно-оптических сенсоров – их невосприимчивость к электромагнитным помехам, что бывает весьма существенным, например, при использовании на объектах электроэнергетики.

Системы с кабельными сенсорами весьма привлекательны с практической точки зрения. Сенсор, прикрепляемый непосредственно к полотну ограждения, практически незаметен для постороннего взгляда. Такие системы удобно применять на периметрах сложной формы, с перепадами высот и т.п. Они в большинстве случаев невосприимчивы к проходящему рядом транспорту, не требуют наличия зоны отчуждения и реагируют только на непосредственный контакт нарушителя с оградой.

Жесткие металлические ограды

К жестким металлическим оградам можно отнести сварные ограды из металлического профиля, тяжелые орнаментальные ограды из стальных элементов, ограды каркасного типа с обшивкой из гофрированного металлического листа. Такие ограды практически не деформируются при перелезании через них, поэтому трибоэлектрические кабели и большинство вибрационно-чувствительных кабелей здесь малоэффективны. Проблема защиты жестких оград часто решается с помощью емкостных систем.

В емкостной системе распределенный датчик представляет собой один или несколько металлических электродов, укрепленных на изоляторах вдоль ограды. Иногда электроды выполняются в виде декоративных козырьков, устанавливаемых с помощью изоляторов на уже существующих ограждениях. Подключенный к электродам электронный блок измеряет параметры емкости и проводимости сенсоров, регистрируя нарушителя, прикасающегося к электроду. В отечественных емкостных системах серии "Радиан" используются электроды в виде металлического козырька, изготавливаемого из сетки, решетки или из параллельных проводников. Система генерирует сигнал тревоги при контакте нарушителя с чувствительным электродом.

Емкостные системы с электродами в виде козырьков нечувствительны к профилю линии ограды и пригодны для оград различных типов. Однако они не всегда могут обнаружить проникновение, связанное с разрушением ограды в нижней ее части.

Некоторые емкостные системы имеют объемную зону чувствительности, позволяющую обнаружить приближающегося нарушителя. Например, в системе Intelli-FIELD канадской компании Senstar-Stellar сигнальный барьер состоит из стоек, к которым крепятся параллельные проводники (излучающие и приемные электроды). Количество электродов может варьироваться от 3 до 8 в зависимости от высоты чувствительной зоны, которая может достигать 5 м. Не достатком такой системы, которая устанавливается обычно параллельно ограде, является необходимость организации зоны отчуждения.

Для тяжелых жестких оград пригодны некоторые виды вибрационно-чувствительных кабельных сенсоров, обеспечивающих необходимые параметры по чувствительности и полосе рабочих частот. К таким сенсорам относятся электромагнитные микрофонные кабели серии "Дефенсор", применяемые в России на разнообразных жестких металлических оградах.

Некоторые зарубежные компании предлагают для защиты жестких металлических оград использовать волоконно-оптические сенсоры, конструктивно встроенные в саму ограду. Так, израильская компания Magal предлагает систему Inno-Fence с волоконно-оптическим сенсором, расположенным в верхнем коробчатом канале ограды. Сенсор полностью скрыт крышкой (не показанной на рисунке) и регистрирует давление, оказываемое на ограду. Недостатком системы является невысокая чувствительность, позволяющая регистрировать только "силовые" вторжения, сопровождающиеся усилиями не менее 40 кг или сильными деформациями вертикальных прутьев панели.

Австралийская фирма FFT выпускает металлический барьер Secure Fence Palisade с интегрированным волоконно-оптическим сенсором. Сенсор скрыт в коробчатом канале, сквозь который проходят вертикальные стойки. В отличие от системы Inno-Fence, сенсорный элемент здесь скреплен с вертикальными стойками ограды, которые имеют определенную степень свободы и могут слегка перемещаться или вибрировать при механическом воздействии.

Отметим, что одним из факторов, ограничивающих применение оград с встроенными сенсорами, является их высокая стоимость.

Деревянные ограды

Деревянные ограды весьма широко используются у нас в стране; и для них характерны все проблемы, общие для тяжелых металлических оград. Особенность деревянных оград состоит в том, что они чаще всего используются на периметрах жилых объектов (загородные коттеджи и т.п.). Для этих объектов устройство металлических козырьков зачастую неприемлемо с эстетической точки зрения, да и организовать зону отчуждения шириной до нескольких метров вокруг жилых домов практически невозможно. Поэтому выбор охранных систем для деревянных оград оказывается весьма ограниченным.

Оптические лучевые датчики подходят для защиты верха ограждения, но они малоэффективны на ломаной линии периметра или при наличии растительности рядом с оградой. Кроме того, лучевые датчики не позволяют обнаруживать разрушения ограды на уровне земли.

Для защиты отечественных деревянных оград успешно применяются микрофонные сенсоры серии "Дефенсор".

Сенсорный кабель, который крепят непосредственно к доскам ограды с помощью пластиковых скоб, позволяет обнаруживать не только разрушение ограды, но и преодоление ограды методом перелезания.

Каменные или бетонные стены

Вибрационно-чувствительные кабели можно использовать для регистрации перелезания через стены, если вдоль верхнего торца стены установить легкий металлический козырек с сенсорным кабелем. Если козырек является эластичным (сетка "рабица", сетка ССЦП, колючая проволока, "режущая спираль"), то на нем можно применять практически любые системы с трибоэлектрическими или электретными сенсорными кабелями, упомянутые выше. Однако жесткий козырек, выполненный в виде сварной стальной решетки или тяжелого орнаментального барьера, потребует применения более высокочувствительного электромагнитного микрофонного кабеля. Если на стене допускается строительства козырька, то возможно применение емкостных систем (см. выше) или радиоволновых систем.

В радиоволновых системах в качестве чувствительных элементов используется пара расположенных параллельно кабелей, к которым подключены передатчик и приемник радиочастотных сигналов. Вокруг такой открытой антенны образуется чувствительная зона, поперечные размеры которой зависят от геометрии антенны.

При появлении человека в зоне чувствительности сигнал на выходе приемника меняется, и система генерирует сигнал тревоги. В отечественных радиоволновых системах (серии "Уран", "Импульс" и др.) двухпроводная линия выполнена из полевого провода П-274, крепящегося на диэлектрических кронштейнах вдоль верха стены.

В зарубежных радиоволновых системах в качестве чувствительных элементов обычно используют специальные коаксиальные кабели, у которых в экранирующей оплетке имеются регулярные отверстия (система Rafid фирмы Geoquip) или продольная щель переменной ширины (система Perimitrax фирмы Senstar-Stellar). Коаксиальные чувствительные кабели применены и в новой отечественной радиоволновой системе Trezor-R, предназначенной для защиты жестких стен и оград из неферромагнитных материалов.

Коаксиальные кабели и электронные блоки радиоволновых систем можно монтировать внутри стен, обеспечивая тем самым высокую скрытность охранной системы. Системы с коаксиальными излучающими кабелями позволяют обнаруживать человека на расстояниях до 1–2 м от стены.

Неогражденные периметры

Система охраны периметраНа неогражденных периметрах широко используются двухпозиционные радиолучевые датчики. В комплект системы входят передатчик и приемник СВЧ-сигналов, которые располагают на расстоянии до нескольких сот метров друг от друга. Между передатчиком и приемником формируется чувствительная зона с поперечным сечением до нескольких метров.

Двухпозиционные радиолучевые датчики производятся и широко применяются у нас в стране – это системы серий РЛД, "Барьер" , "Радий", FMW и др.

Аналогичное по назначению и параметрам оборудование выпускают и ведущие зарубежные фирмы: Senstar-Stellar (Канада), CIAS, Sicurit, AVS (Италия), Southwest Microwave (США) и др.

К сожалению, радиолучевые датчики можно применять только на плоских участках периметра, где неровности, высота травы или снежного покрова не превышают 30 см. Кроме этого, радиолучевые датчики требуют наличия полосы отчуждения, ширина которой должна соответствовать ширине зоны чувствительности датчика.

Для защиты открытых участков можно использовать также многолучевые оптические датчики, с помощью которых создается невидимый сигнальный барьер высотой до нескольких метров. Оптические датчики имеют очень узкую чувствительную зону и практически не требуют наличия зоны отчуждения вдоль периметра. Такие датчики выпускают компании Optex (Япония), Warning Opto (Германия), Radiovisor (Великобритания), Sorhea (Франция), Magal (Израиль), Optea, MiTech (Италия) и др. В большинстве современных многолучевых оптических датчиков применяются такие функции, как интеллектуальная логическая обработка сигналов отдельных оптических модулей, мониторинг состояния оптического тракта с выдачей сигнала предупреждения или автоматической "дисквалификацией" отдельных лучей, дистанционная диагностика состояния и настройка системы, встроенная память тревожных событий. В некоторых многолучевых датчиках реализованы режимы распознавания типовых сигналов, что позволяет отстроиться от помех, создаваемых птицами, мелкими животными и т.п.

Система охраны периметраФирма Sicurit (Италия) выпускает лучевые периметральные датчики серии Absolute, которые являются приборами "двойной технологии", объединяющими в одной стойке оптические лучевые и радиолучевые модули (рис. 6). Сигнал тревоги генерируется при одновременном срабатывании в обоих каналах, что существенно снижает вероятность ложных тревог при сильном дожде, тумане и других неблагоприятных факторах.

Весьма актуальной остается проблема защиты неогражденных территорий с помощью скрытых, то есть подземных датчиков. Одним из решений этой проблемы является использование подземных радиоволновых датчиков. По этому пути пошла фирма Senstar-Stellar, создавая систему Perimitrax. Сенсорные кабели укладываются в грунт или асфальт на глубину 23 или 6 см соответственно. Ширина чувствительной зоны составляет 2–3 м при высоте до 1 м.

Для защиты неогражденных объектов английская фирма Remsdaq предлагает систему SabreLine с волоконно-оптическими сенсорами, которая обнаруживает идущего или ползущего человека. Сенсор прокладывают под землей, на глубине 5 см, помещая его между двумя эластичными матами.

Система охраны периметраАналогичную по назначению систему разработала австралийская компания FFT. Подземные волоконно-оптические сенсоры системы Secure Fence BGS прокладываются в слое гравия или крепятся к пластиковой сетке на глубине 5–7 см. Оконечные модули сенсора монтируются в подземных коммуникационных колодцах, при этом на периметре полностью отсутствуют электронные блоки. Данная система интересна тем, что максимальная длина зоны составляет 60 км, а расположенный на посту охраны процессор позволяет определять место вторжения с точностью до 50 м.

Для организации подземных охранных рубежей английская компания HarperChalice использует электретные вибрационно-чувствительные кабели, применяемые обычно для металлических оград. В системе Ground Guard использованы два параллельных подземных сенсора, с помощью которых формируется дифференциальная система, позволяющая регистрировать идущего по земле человека и отфильтровывать фоновые помехи от идущего рядом транспорта.