СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОХРАНЯЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ПРОНИКНОВЕНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G08B13/22 

Изобретение на способ и устройство относится к технике защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения нарушителя и может быть использовано на складах с ядерными материалами, в банках, хранилищах драгметаллов и ювелирных изделий, офисах коммерческих фирм и других охраняемых территориях.

Известно устройство для электрического лова рыбы, обеспечивающее протекание по водному участку импульсов тока, который оказывает на рыбу шоковое и наркотическое воздействие (патент ФРГ 1295691, приоритет от 22.02.1969 г., МПК Н 05 С, опубл. 22.05.1969 г.). Принцип воздействия на живые объекты электрическим током с использованием воды в качестве среды, передающей электрический ток, может быть применен для предотвращения вторжения на охраняемую территорию.

Недостатком такого принципа воздействия является то, что техническая задача, поставленная авторами в предлагаемой заявке на изобретение (высокая степень надежности поражения злоумышленника), в данном случае не решается. Для защиты охраняемой территории от вторжения с использованием вышеназванного принципа потребуется сооружение каналов и рвов с водой достаточно большой величины с тем, чтобы максимально сильно затруднить их преодоление нарушителем. По всей видимости, это будет сложная и дорогостоящая система, не скрытая от нарушителя.

Известно парализующее оружие, предназначенное для укрощения живого существа (патент Франции 2091598, приоритет от 14.05.1970 г., МПК Н 05 С 1/00, опубл. 18.02.1972 г.). Оружие состоит из безопасной пули, соединенной с пусковой установкой тонким проводником. При попадании в живое существо пуля без ранения передает парализующий электрический заряд.

Недостатком данного устройства является то, что поражение объекта в большой степени зависит от точности попадания пули. На точность попадания пули будут влиять такие факторы как сила и направление ветра, квалификация стрелка, дальность стрельбы и ряд других факторов, совокупность которых во многих ситуациях делает эффективность поражения чрезвычайно низкой.

Известен способ и система для защиты запретной зоны от вторжения посредством электрической ограды, снабженной, по меньшей мере, одним линейным проводом, образующим контур между выводами блока электропитания. На линейный провод подают высоковольтный импульс с заданными временными интервалами, предназначенными для нанесения электрического удара лицу, касающемуся линейного провода, и детектируют попытки вторжения с помощью последовательностей сигналов, которые посылают в линейный провод в течение временного интервала между двумя короткими высоковольтными импульсами (патент Франции 2654239, приоритет от 06.11.1989 г., МПК G 08 B 13/22, опубл. 17.05.1991 г. ).

Эти способ и устройство выбраны в качестве прототипа. Недостатком такого способа и устройства является достаточно низкая эффективность защиты охраняемой территории. Это объясняется тем, что провод (провода), образующий электрическую ограду, расположен стационарно и защищает ту область пространства, которую занимает сам. Поэтому преодоление такой защиты может и не вызвать больших затруднений. Для надежной защиты охраняемой территории от несанкционированного вторжения посредством подачи высоковольтного импульса на провод необходимо территорию оградить достаточно большим количеством проводов с тем, чтобы максимально затруднить возможность проникновения. Однако наличие большого количества проводов усложняет систему. Наличие проводов делает систему открытой, а значит максимально уязвимой к выводу ее из строя. Кроме того, большое количество проводов может затруднять санкционированные перемещения людей, техники и т.д. как за пределы, так и внутрь охраняемой территории. К недостаткам прототипа можно отнести и то, что высоковольтные импульсы посылаются в провод постоянно вне зависимости от того, происходит ли вторжение в запретную зону или нет. Постоянное нахождение системы в рабочем положении ведет, во-первых, к уменьшению срока службы системы и, во-вторых, к нерациональному расходованию электроэнергии.

Решаемая техническая задача состоит в разработке способа и системы для защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения, обладающих высокой степенью надежности поражения злоумышленника.

Технический результат заключается в эффективности поражения нарушителя, затрудненности защиты от воздействия, скрытности расположения на всей охраняемой территории. Дополнительный технический результат заключается в сравнительно низкой стоимости эксплуатации системы.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения, заключающемся в создании электропроводной зоны, обнаружении проникновения и генерации высоковольтных импульсов в электропроводной зоне, создание электропроводной зоны осуществляют после обнаружения вторжения, причем создание электропроводной зоны организуют формированием электропроводной аэрозольной области вокруг нарушителя, при этом передачу электрических высоковольтных импульсов в аэрозольную область осуществляют одновременно с образованием этой области по заранее определенному алгоритму, учитывающему расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения нарушителя, обнаружение вторжения осуществляют с помощью системы, позволяющей определять место в момент вторжения.

В заявляемом способе защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения поставленная задача решается всей совокупностью заявляемых признаков.

Создание электропроводной зоны после обнаружения вторжения делает поражение максимально неожиданным для нарушителя, а значит и более эффективным. Кроме того, задействование системы только в момент несанкционированного вторжения позволит существенно снизить затраты на эксплуатацию системы. В самом деле, задействование системы только в момент несанкционированного вторжения не потребует больших затрат на систему, находящуюся до момента вторжения в "спящем" режиме. Затраты на электроэнергию и регламентное обслуживание системы в процессе эксплуатации минимальны, а в связи с тем, что износ системы практически отсутствует, резко возрастает срок ее службы.

Организация электропроводной зоны формированием электропроводной аэрозольной области вокруг нарушителя в совокупности с обнаружением вторжения с помощью системы, позволяющей определять место в момент вторжения, позволят, во-первых, повысить вероятность поражения нарушителя даже при условии использования им средств защиты, а, во-вторых, существенно снизить затраты на эксплуатацию системы.

Система, позволяющая определить место в момент вторжения, обеспечивает организацию электропроводной зоны формированием электропроводной аэрозольной области непосредственно вокруг нарушителя. Система "активно атакует" нарушителя. Задействуется только то устройство, предназначенное для образования аэрозольной области, которое будет находиться наиболее близко к месту вторжения. Электропроводная аэрозольная область в этом случае будет иметь габариты, заведомо обеспечивающие гарантированное соприкосновение аэрозоля с телом нарушителя. Частички аэрозоля из-за их малых размеров имеют весьма большую проникающую способность, в том числе и сквозь одежду. В связи с этим вероятность поражения нарушителя резко возрастает, что подтверждает эффективность способа.

Следует также отметить, что в этом случае экономится электроэнергия для срабатывания, а также увеличивается срок службы системы.

Передача электрических высоковольтных импульсов в аэрозольную область одновременно с образованием этой области по заранее определенному алгоритму, учитывающему расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения нарушителя, позволит максимально быстро и эффективно поразить нарушителя. Одновременность образования аэрозольного облака и передачи электрических высоковольтных импульсов в аэрозольную область практически не оставляет нарушителю времени на маневр для избежания поражения вследствие фактора скоротечности и внезапности. Заранее определенный алгоритм срабатывания, учитывающий расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения, позволяет решать различные задачи, например задачу легкого отпугивающего воздействия в первые несколько секунд с последующим нарастающим воздействием при дальнейшем несанкционированном проникновении. Может быть решена задача и летального поражения.

Указанный выше технический результат достигается системой, реализующей заявляемый способ, содержащей электропроводный элемент, генератор высоковольтных импульсов, датчик обнаружения проникновения на охраняемую территорию, блок электропитания и блок управления элементами системы защиты, в которой согласно изобретению электропроводный элемент представляет собой электропроводную аэрозольную область, сформированную по крайней мере одним устройством для ее образования вокруг нарушителя после обнаружения вторжения, а генератор высоковольтных электрических импульсов выполнен с возможностью генерации электрических импульсов по заранее определенному алгоритму, учитывающему расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения нарушителя, при этом датчик обнаружения проникновения выполнен с возможностью определения места в момент вторжения.

Система снабжена устройством для хранения рабочего вещества, применяемого для образования электропроводной области.

В качестве рабочего вещества для образования электропроводного облака выбран, например, электропроводный графитовый или медный порошок.

Рабочее вещество может быть выполнено в виде спрессованных брикетов с возможностью преобразования их в мелкодисперсное вещество при транспортировании на охраняемую территорию.

В качестве рабочего вещества выбраны тонковолокнистые токопроводящие нити.

Блок питания может быть снабжен автономным дополнительным источником тока.

Выполнение электропроводного элемента в виде электропроводной аэрозольной области, сформированной устройством для ее образования вокруг нарушителя после обнаружения вторжения, обеспечит гарантированное соприкосновение аэрозоля с телом нарушителя. Система "активно атакует" нарушителя. Частички аэрозоля из-за их малых размеров имеют весьма сильную проникающую способность, в том числе и сквозь одежду. В связи с этим вероятность поражения нарушителя резко возрастает, что подтверждает эффективность системы.

Выполнение генератора высоковольтных электрических импульсов с возможностью генерации электрических импульсов по заранее определенному алгоритму, учитывающему расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения нарушителя, позволит максимально быстро и эффективно поразить нарушителя и решить различные задачи, например задачу легкого отпугивающего воздействия в первые несколько секунд с последующим нарастающим воздействием при дальнейшем несанкционированном проникновении. Может быть решена задача и летального поражения.

Выполнение датчика обнаружения проникновения с возможностью определения места вторжения в момент вторжения позволит задействовать только то устройство, предназначенное для образования аэрозольной области, которое будет находиться наиболее близко к месту вторжения, обеспечивая гарантированное соприкосновение области с телом нарушителя. Налицо увеличение эффективности поражения. Следует отметить, что в этом случае экономится электроэнергия для срабатывания.

Заявляемые способ и устройство соответствуют критерию "изобретательский уровень", т.к. авторами не выявлены технические решения, в которых известна такая же совокупность признаков с указанным заявителем техническим результатом.

Сопоставительный анализ заявляемого способа и устройства с прототипом показывает, что заявляемые объекты соответствуют критерию изобретения "новизна".

В подтверждение критерия "промышленная применимость" рассмотрим пример конкретного выполнения устройства по осуществлению заявляемого способа.

На фиг. 1 представлена система защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения, использующая вышеназванный эффект.

На фиг. 1:
1 - нарушитель;
2 - ограждение охраняемой территории;
3 - датчик обнаружения;
4 - устройство образования электропроводной аэрозольной области с генератором высоковольтных электрических импульсов (может быть скрыто с помощью маскировки);
5 - электропроводная аэрозольная область;
6 - высоковольтный электрический импульс;
7 - система управления.

При несанкционированном проникновении нарушителя 1 на охраняемую территорию срабатывает датчик обнаружения 3, например, вибрационного, или емкостного, или инфракрасного, или др. принципа действия. Сигнал от датчика обнаружения 3 поступает в систему управления 7, где обрабатывается с определением места вторжения. После этого система управления 7 подает команду на задействование того устройства образования электропроводной аэрозольной области и генератора высоковольтных электрических импульсов 4, который расположен в непосредственной близости от места вторжения. Выполняя команду на задействование, устройство образования электропроводной аэрозольной области и генератор высоковольтных электрических импульсов 4 одновременно с образованием электропроводной аэрозольной области 5 посылают высоковольтные электрические импульсы 6 в область 5. Электропроводная область 5 может быть образована путем распыления рабочего вещества (графитовый, или медный порошок, или тонковолокнистые нити), например, сжатым воздухом.

На фиг. 2 представлен вариант рабочего вещества 1, выполненного в виде брикетов, с возможностью преобразования в мелкодисперсное вещество при инициировании концевого заряда взрывчатого вещества 2. Данный вид рабочего вещества может быть использован при создании электропроводных аэрозольных областей повышенной протяженности. В этом случае брикет транспортируется на охраняемую территорию, например, с помощью метательного устройства, где и образует аэрозольную область. В рассматриваемом примере исполнения рабочего вещества задержка взрыва заряда ВВ, необходимая для транспортирования брикета на охраняемую территорию, осуществляется с помощью замедлительной смеси 3.

Нарушитель, соприкасаясь с электропроводной аэрозольной областью, получает воздействие электрического тока. Из литературных источников (см., например, Кузнецов А.И. Техника безопасности в электрических установках. - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1952 г.) известен тот факт, что с помощью изменения амплитудно-частотных характеристик электрического тока можно обеспечить различную степень воздействия (от легких болезненных ощущений до летального исхода) на человека, находящегося в зоне действия электрического тока. Например, воздействие на человека переменного электрического тока частотой 50-60 Гц силой 0,6-1,5 мА будет характеризоваться легким дрожанием пальцев рук. Сила тока в 5-7 мА вызывает судороги в ногах, а сила тока в 50-80 мА - паралич дыхания. Летальным является ток более 100 мА. Поэтому алгоритм генерации электрических импульсов можно задать в зависимости от поставленной задачи. Например, можно задать алгоритм генерации электрических импульсов, начиная от легкого отпугивающего воздействия в первые несколько секунд несанкционированного проникновения с последующим нарастающим воздействием при дальнейшем несанкционированном проникновении вплоть до летального поражения.

На фиг.3 представлена схема замещения для определения рабочих параметров системы.

Для проведения расчета рабочего напряжения системы примем следующие исходные данные:
- ток в теле нарушителя I_h= 10 mА (сильные болевые ощущения в месте контакта аэрозоля с телом);
- сопротивление тела нарушителя R=1000 Oм;
- протяженность аэрозольного облака l=10 м;
- удельное сопротивление аэрозольного облака r_э=100 Oм/м;
- сопротивление сухого бетонного пола r_n=74500 Oм.

Из формулы можно определить рабочее напряжение U системы.

U=I_h(R+r_э+r_n)=0,01(1000+1000+74500)=765 В.

Таким образом, предложенные способ и система защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения обеспечивают эффективное поражение нарушителя, надежное и максимально неожиданное поражение нарушителя, снижение затрат на обслуживание системы в процессе эксплуатации, повышение срока ее службы.

Изобретение относится к технике защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения нарушителя. Техническим результатом является повышение эффективности поражения нарушителя. Система предназначена для обнаружения вторжения с возможностью определения места в момент вторжения, в устройстве обеспечено создание электропроводной области вокруг нарушителя и генерации высоковольтных импульсов в аэрозольную электропроводную область по заранее определенному алгоритму, учитывающему расстояние до нарушителя и необходимую степень поражения нарушителя. Система снабжена устройством для хранения рабочего вещества, предназначенного для образования электропроводной области и выполненного в виде спрессованных брикетов. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения, заключающийся в создании электропроводной зоны, обнаружении проникновения и генерации высоковольтных импульсов в электропроводной зоне, отличающийся тем, что создание электропроводной зоны осуществляют после обнаружения вторжения с определением места в момент вторжения, причем создание электропроводной зоны организуют формированием электропроводной аэрозольной области вокруг нарушителя, и передают электрические высоковольтные импульсы в аэрозольную область путем генерации высоковольтных импульсов генератором. 2. Система защиты охраняемой территории от несанкционированного проникновения, содержащая электропроводный элемент, генератор васоковольтных электрических импульсов, датчик обнаружения проникновения на охраняемую территорию, блок электропитания и блок управления элементами системы защиты, отличающаяся тем, что электропроводный элемент представляет собой электропроводную аэрозольную область, сформированную вокруг нарушителя, по крайней мере, одним устройством образования электропроводной аэрозольной области, генератор высоковольтных импульсов выполнен с возможностью генерации электрических импульсов с учетом расстояния до нарушителя и необходимой степени поражения, а блок управления предназначен для поступления на него сигнала от датчика обнаружения проникновения, для определения места вторжения, для подачи команды на устройство образования электропроводной аэрозольной области и генератор высоковольтных электрических импульсов. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что снабжена устройством для хранения рабочего вещества, применяемого для образования электропроводной области. 4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве рабочего вещества для образования электропроводного облака выбран, например, электропроводный графитовый или медный порошок. 5. Система по п. 2, отличающаяся тем, что рабочее вещество выполнено в виде спрессованных брикетов, с возможностью преобразования их в мелкодисперсное вещество при транспортировании на охраняемую территорию. 6. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве рабочего вещества выбраны тонковолокнистые токопроводящие нити. 7. Система по п. 2, отличающаяся тем, что блок питания может быть снабжен автономным дополнительным источником тока.