ВИБРОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОТЯЖЕННЫХ РУБЕЖЕЙ ОХРАНЫ Российский патент 2015 года по МПК G08B13/00 

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам тревожной сигнализации, предназначенным для обнаружения нарушителя, проникающего через зону обнаружения протяженного рубежа охраны и вызвавшего срабатывания средства тревожной сигнализации.

Общеизвестны способы контроля охраняемой территории, в которых традиционно используются физические заграждения в виде сетчатых и решетчатых барьеров, железобетонных заборов, заграждений из плоской или объемной режущей ленты (или спирали) типа АКЛ (АСКЛ). Для обнаружения факта вторжения нарушителя совместно с физическими заграждениями используют устройства тревожной сигнализации, которые выдают сигнал тревоги при деформации (разрушении) физического заграждения или при обнаружении характерных вибраций во время перелаза человека-нарушителя через физическое заграждение. Для протяженных рубежей охраны с физическими заграждениями обычно используют устройства тревожной сигнализации с протяженными кабельными виброчувствительными элементами, жестко закрепляемыми на полотне заграждения.

Обычно устройства тревожной сигнализации передают сигналы тревоги в центральный пункт контроля по индивидуальным линиям связи или с помощью уплотняющих концентраторов и, как правило, без локализации места пересечения рубежа охраны человеком-нарушителем.

При большом количестве устройств тревожной сигнализации, установленных на протяженных (до 20 км и более) объектах охраны, таких как рубежи Государственной границы РФ, участки железнодорожных магистралей или магистральные трубопроводы, традиционные способы контроля становятся неприемлемыми из-за сложности, большого объема и дороговизны оборудования и кабельных линий связи. Функциональная надежность таких систем по обнаружению нарушителя низка из-за низкой помехоустойчивости и неопределенности мест нарушения рубежа охраны. Таким образом, общеизвестные системы контроля протяженных рубежей охраны являются малоэффективными, дорогостоящими и не обладают достаточной помехозащищенностью.

К подобным системам можно отнести, например, известную систему обнаружения вторжения «Intrusion detection system», описанную в патенте US №4107660, МПК G08B 21/00, опубл. в 1978 г. и содержащую удаленную контрольную станцию (центральный процессор), к которой посредством линии связи подключено множество процессоров (блоков электронных). К каждому процессору подключено множество датчиков (сенсоров), которые расположены на местности последовательно и объединены между собой параллельным образом при подключении к двухпроводной магистрали в виде сейсмолинии. Один процессор с подключенной к нему группой датчиков обеспечивает охрану одного участка протяженного рубежа длительностью, например, 100 м. Полный комплект процессоров с подключенными к ним датчиками обеспечивает охрану всего протяженного рубежа длительностью, например, 1000 м. В качестве датчиков могут быть использованы как сейсмодатчики (геофоны), так и датчики давления (гидрофоны).

Сходными существенными признаками заявленной и вышеупомянутой системы являются: удаленная контрольная станция (центральный процессор), к которой посредством линии связи подключено множество процессоров (блоков электронных), обеспечение контроля протяженного рубежа охраны с разбиением его на множество участков и формированием тревоги по каждому из участков.

Недостатком системы является недостаточная помехоустойчивость. Аналоговые сигналы, формируемые датчиками при преодолении нарушителем участка рубежа охраны, передаются по линии связи в процессор, где осуществляется их обработка в определенной полосе частот с формированием признаков тревоги. Так как сигналы от разных датчиков суммируются в пределах одного участка в аналоговом виде и передаются также в аналоговом виде по проводным линиям связи, то помехоустойчивость системы обнаружения вторжения невелика. Другим недостатком системы является то, что тревоги формируются в системе с точностью до одного участка (100 м) и отсутствует возможность локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны с точностью до одного сегмента участка (или до одного датчика).

Известно «Устройство охранной сигнализации», описанное в патенте RU №2414002, МПК G08B 13/22, опубл. в 2009 г. и содержащее: сигнализационное заграждение с закрепленным на нем чувствительным элементом, измерительный усилитель, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, индикатор срабатывания и цифровой сигнальный процессор.

Сходными существенными признаками заявленной системы и вышеуказанного устройства являются: сигнализационное заграждение, чувствительный элемент, измерительный усилитель (преобразователь), индикатор срабатывания (исполнительное сигнализационное устройство) и сигнальный процессор.

Охрана протяженных рубежей с помощью данного устройства может быть выполнена только большим количеством однотипных изделий с применением концентраторов и многопроводных линий связи, что приведет к большим затратам на оборудование и кабельные коммуникации.

Другим недостатком устройства является ограничение по длительности чувствительного элемента, вызванного наличием возрастающего уровня шумов при увеличении погонной длины чувствительного элемента. Третьим недостатком является отсутствие возможности локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны с точностью до требуемого сегмента участка (с точностью 10-50 м).

Известен «Способ виброметрического обнаружения нарушителя и устройство для его осуществления», описанный в патенте RU №2263968, МГТС G08 13/02, опубл. в 2005 г., устройство содержит: виброчувствительный элемент, измерительный преобразователь, исполнительное сигнализационное устройство, анализатор полезного сигнала, содержащий полосовые фильтры, детекторы огибающих, компараторы, счетчик импульсов, блок управления и логические элементы. В способе и устройстве в качестве виброчувствительного элемента используется протяженный отрезок трибоэлектрического кабеля с центральным проводником в форме спирально навитой пружины, волнообразно размещенной в отверстии диэлектрической трубки трибоэлектрического кабеля. В качестве такого виброчувствительного элемента могут быть использованы известные трибоэлектрические кабели, выпускаемые отечественной промышленностью, типа КТВ, КТВД, КТВУ, КТВУ-М, КТВ-Мф. Устройство обеспечивает обнаружение факта преодоления нарушителем физического заграждения как путем осторожного перелаза или деформации, так и путем перекуса проволок сетчатого заграждения механическим инструментом. За счет использования двух параллельно расположенных заграждений в устройстве может быть получена сигнальная информация о направлении движения нарушителя через рубеж охраны.

Сходными существенными признаками являются: виброчувствительный элемент, измерительный преобразователь, исполнительное сигнализационное устройство, анализатор полезного сигнала, содержащий полосовые фильтры, детекторы огибающих, компараторы, счетчик импульсов.

Недостатком устройства является ограничение по длительности чувствительного элемента, вызванного наличием возрастающего уровня шумов при увеличении погонной длины виброчувствительного элемента. Другим недостатком является отсутствие возможности локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны с точностью до требуемого сегмента участка (с точностью 10-50 м).

Все упомянутые недостатки частично устраняются в другой, наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению, известной периметровой системе обнаружения вторжения «Perimeter system for detecting intruders», описанной в патенте US №6664894, МПК G08B 13/00, опубл. в 2003 г.

Система содержит: центральный пост охраны (центральный процессор PC), группу блоков электронных (С), подключенных к центральному посту охраны с помощью линии интерфейса (RS-485), к каждому блоку электронному подключены по типу «звезда» одна, две или четыре группы датчиков. Датчики в каждой из групп могут быть сейсмическими, акустическими или комбинированными. В каждой группе датчики последовательно расположены на местности и объединены с помощью линии связи, обеспечивающей суммирование аналоговых сигналов при параллельном подключении датчиков к линии связи.

Данная система обеспечивает формирование сигнала тревоги при преодолении нарушителем любого участка рубежа охраны с размещенной на нем группы датчиков. Сигнал тревоги формируется в блоке электронном (С) с номером (адресом) этого участка и передается в центральный пост охраны (PC) по линии интерфейса RS-485. При параллельном размещении двух групп датчиков на участке возможно получение сигнальной информации о направлении движения нарушителя через рубеж охраны.

Общими существенными признаками с заявляемым решением являются: центральный пост охраны и множество блоков электронных, соединенных с центральным постом охраны с помощью первой линии интерфейса.

Недостатком системы является низкая помехоустойчивость, обусловленная суммированием аналоговых сигналов от разных датчиков и шумов в пределах одного участка, и передача их также в аналоговом виде по проводным линиям связи в блоки электронные. Другим недостатком системы является то, что тревоги формируются в системе с точностью до одного участка и отсутствует возможность локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны с точностью до одного сегмента участка (или до одного датчика).

Целью настоящего изобретения является повышение функциональной надежности.

Функциональная надежность может быть улучшена при использовании принципа сегментации (разбиении участков протяженного рубежа охраны на более мелкие сегменты) для повышения помехоустойчивости и увеличения точности локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны, а также при использовании принципа цифровой передачи информации посредством малопроводных магистралей связи (последовательных интерфейсов типа RS-485 или CAN).

Для достижения этой цели в известное техническое решение введены новые существенные признаки, функциональные элементы и связи, которые позволяют, во-первых, повысить функциональную надежность за счет повышения помехоустойчивости и увеличения точности локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны, во-вторых, повысить функциональную надежность за счет упрощения каналов передачи с использованием принципа цифровой передачи информации посредством малопроводных магистралей связи (последовательных интерфейсов типа RS-485 или CAN) и, в-третьих, сэкономить на связях, каналах передачи и снизить в целом материальные затраты на создание системы, а в целом - расширить область применения системы, как для охраны локальных участков, ограниченных зон контроля, так и для протяженных рубежей охраны, таких как периметры особо важных объектов, Государственная граница РФ, магистральные трубопроводы, железные дороги и т.п.

Повышение функциональной надежности достигнуто, во-первых, в предложенном первом варианте виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, которая содержит центральный пост охраны и множество блоков электронных для формирования номера участка, первые входы/выходы которых соединены с входом/выходом центрального поста охраны с помощью первой линии интерфейса, к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключена первая группа сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством второй линии интерфейса соединены со вторым входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

Во-вторых, повышение функциональной надежности достигнуто в предложенном втором варианте виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, в которой дополнительно к первому варианту системы к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключена вторая группа сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством третьей линии интерфейса соединены с третьим входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

В-третьих, повышение функциональной надежности достигнуто в предложенном третьем варианте виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, в которой дополнительно ко второму варианту к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключены третья и четвертая группы сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством, соответственно, четвертой и пятой линий интерфейса соединены с четвертым и пятым входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

Каждый сегментированный виброчувствительный элемент имеет дополнительные изолированные провода (жилы), расположенные во внешнем контуре трибоэлектрического кабеля.

Сегментированные виброчувствительные элементы, соединенные с сигнальным процессором, конструктивно образуют виброчувствительные звенья, которые могут подключаться друг к другу с помощью разъемных соединений, образуя при этом гибкий протяженный виброчувствительный модуль необходимой длины с прокладкой цепей линий интерфейса и цепей электропитания внутри трибоэлектрического кабеля с помощью использования дополнительных изолированных проводов (жил) в трибоэлектрическом кабеле.

Каждый сигнальный процессор содержит последовательно соединенные измерительный преобразователь, анализатор полезного сигнала, исполнительное сигнализационное устройство и интерфейсный модуль, причем вход измерительного преобразователя является входом сигнального процессора, вход/выход интерфейсного модуля является входом/выходом сигнального процессора, выход интерфейсного модуля подключен ко второму входу анализатора полезного сигнала.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-8, на которых изображено следующее.

На фиг. 1 приведена структурная схема первого варианта виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, где введены обозначения: центральный пост охраны (центральный процессор) - 1, блоки электронные для формирования номера участка - 2, первая линия интерфейса - 3, вторая линия интерфейса - 4, первая группа сигнальных процессоров - 5, сегментированный виброчувствительный элемент (СВЧЭ) - 6, участок охраны с однофланговым расположением СВЧЭ - 7, нарушитель (злоумышленник) - 8, физическое заграждение - 9.

На фиг. 2 приведена структурная схема второго варианта виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, состоящая из центрального поста охраны (центрального процессора) - 1, блоков электронных для формирования номера участка - 2, первой линии интерфейса - 3, второй линии интерфейса - 4, первой группы сигнальных процессоров - 5, СВЧЭ - 6. На фиг. 2 введены обозначения: третья линия интерфейса - 10, вторая группа сигнальных процессоров - 11, участок охраны с двухфланговым расположением СВЧЭ - 12. Нарушитель 8 движется в направлении пересечения рубежа охраны. Физическое заграждение 9 на фиг.2 не показано.

На фиг. 3 приведена структурная схема третьего варианта виброметрической системы для контроля протяженных рубежей охраны, состоящая из центрального поста охраны (центрального процессора) - 1, блоков электронных для формирования номера участка - 2, первой линии интерфейса - 3, второй линии интерфейса - 4, первой группы сигнальных процессоров - 5, СВЧЭ - 6. На фиг. 3 введены обозначения: четвертая 13 и пятая 14 линии интерфейса, третья 15 и четвертая 16 группа сигнальных процессоров, участок охраны с параллельным расположением СВЧЭ - 17. Нарушитель 8 движется в направлении пересечения рубежа охраны. Физическое заграждение 9 на фиг. 3 не показано.

На фиг. 4 приведены графики изменения уровней сигнала и шума неделимого кабельного виброчувствительного элемента в зависимости от увеличения продолжительности протяженного рубежа охраны.

На фиг. 5 приведен пример конструктивного исполнения СВЧЭ - 6, состоящего из медной пружины - 18, отверстия - 19 в диэлектрической трубке - 20, экрана - 21, защитного полиэтиленового покрытия - 22, дополнительных изолированных проводов (жил) - 23. К медной пружине припаян провод, который подключается к входу сигнального процессора 5.

На фиг. 6 приведен пример структурной схемы сигнального процессора 5, в состав которого входят: измерительный преобразователь - 24, анализатор полезного сигнала - 25, исполнительное сигнализационное устройство - 26, интерфейсный модуль - 27. Вход измерительного преобразователя 24 подключается к выходу СВЧЭ 6, а выход интерфейсного модуля 27 подключается ко второй линии интерфейса 4.

На фиг. 7 приведен пример конструктивного исполнения протяженного виброчувствительного модуля, состоящего из нескольких отдельных виброчувствительных звеньев, соединенных между собой с помощью разъемных соединений 28. На конце последнего виброчувствительного звена устанавливается заглушка 29.

На фиг. 8 приведен пример организации охраны протяженного рубежа с помощью протяженных виброчувствительных модулей, установленных на двух физических заграждениях 9, расположенных параллельно друг другу.

Работа системы основана на сегментации (делении на отрезки) протяженного виброчувствительного элемента (трибоэлектрического кабеля), закрепленного на едином физическом заграждении 9. Известно, что протяженный кабельный виброчувствительный элемент не может быть бесконечно длинным, так как при эксплуатации имеет ограничение по длине. Суть ограничения приведена на фиг. 6, где показаны графики изменения уровней локального полезного сигнала и шума от длины участка. Уровень полезного сигнала убывает при увеличении расстояния, а уровень шума возрастает. Полезный сигнал является локальным и падает с увеличением расстояния (в основном за счет омического сопротивления) при прохождении от места возникновения до блока электронного для формирования номера участка. Использование усилителя заряда в качестве измерительного преобразователя, позволяет отстроиться от погонной емкости кабеля, которая существенно возрастает при увеличении длины. Широкополосный шум наводится в протяженном виброчувствительном элементе, как в антенне, но только не в локальной области, а на всей длине виброчувствительного элемента. Уровень шума возрастает пропорционально корню квадратному из трех от увеличения расстояния. На графиках, приведенных на фиг. 6, имеется точка перегиба, где соотношение сигнал/шум равно единице. Слева от этой точки соотношение сигнал/шум больше единицы, что делает возможным применение трибоэлектрического кабеля в качестве виброчувствительного элемента. Справа от точки перегиба соотношение сигнал/шум резко падает, что делает неприемлемым применение трибоэлектрического кабеля в качестве виброчувствительного элемента. Из графиков видно, что при малых длинах соотношение сигнал/шум самое высокое. Поэтому для повышения помехоустойчивости выгодно использовать отрезки трибоэлектрического кабеля не более 10-50 метров, обеспечивая тем самым соотношение сигнал/шум не менее 20-40.

Первый вариант предложенной системы (фиг. 1) работает следующим образом. При организации охраны протяженного рубежа (например, 20 км), весь рубеж разделяется на множество участков длиной 200-1000 м. В свою очередь, каждый участок делится на множество сегментов. Количество сегментов от 10 до 20 (ориентировочно). На каждом из участков устанавливается блок электронный для формирования номера участка 2. На каждом из сегментов участка на физическом заграждении устанавливается один СВЧЭ 6. Каждый СВЧЭ 6 связан со «своим» сигнальным процессором 5, который формирует номер (адрес) этого сегмента участка. На фиг. 1 пунктиром выделен один участок охраны 7 с однофланговым расположением СВЧЭ 6. Группа сигнальных процессоров 5, обеспечивающих контроль одного участка, подключена к блоку электронному для формирования номера участка 2 посредством второй линии интерфейса 4. Каждый блок электронный для формирования номера участка 2 формирует номер (адрес) «своего» участка. Множество блоков электронных для формирования номера участка 2, имеющие свои номера (адреса), подключаются к центральному посту охраны (центральному процессору) 1 посредством первой линии интерфейса 3.

При преодолении нарушителем 8 протяженного рубежа охраны (в любом месте) путем «перелаза» через физическое заграждение 9 или при попытках его разрушения в СВЧЭ 6 соответствующего сегмента участка будет сформирован электрический сигнал за счет вибрации полотна физического заграждения 9 при механическом воздействии на него нарушителя 8. Конструкция СВЧЭ 6 представлена на фиг. 5. СВЧЭ 6 представляет собой отрезок трибоэлектрического кабеля с центральным проводником в форме спирально навитой медной пружины 18, волнообразно размещенной в отверстии 19 диэлектрической трубки 20 трибоэлектрического кабеля. Поверх диэлектрической трубки 20 расположен металлический экран 21. Во внешнем контуре трибоэлектрического кабеля поверх металлического экрана 21 проложены дополнительные изолированные провода (жилы) 23, которые залиты внешним защитным полиэтиленовым покрытием 22. Вибрация полотна физического заграждения 9 передается в СВЧЭ 6, в котором формируется электрический сигнал за счет трибоэлектрического эффекта, который, в свою очередь, возникает при многочисленных соударениях и трениях участков медной пружины 18 по внутренним стенкам диэлектрической трубки 20. Указанный принцип сигналообразования в трибоэлектрических кабелях известен и приведен, например, в описании патента RU №2263968, МПК G08 13/02, опубл. в 2005 г. Сформированный в СВЧЭ 6 электрический сигнал поступает в сигнальный процессор 5, который осуществляет его обработку для определения факта нарушения охраняемого рубежа. Принцип обработки основан на измерении механических колебаний физического заграждения 9, выделении полезного сигнала в спектре частот, сравнении амплитудных составляющих выделенного полезного сигнала с заданными пороговыми уровнями, подсчете определенного количества импульсов превышения амплитуд полезного сигнала заданных пороговых уровней в течение заданного интервала времени и формировании сигнала тревоги (или его признака). Структурная схема сигнального процессора 5 представлена на фиг. 6. Электрический сигнал с выхода СВЧЭ 6 преобразуется в измерительном преобразователе 24, в качестве которого используется усилитель заряда (см. Гутников В.Г., Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988, с. 40, рис. 1.16, в). Далее электрический сигнал поступает на вход анализатора полезного сигнала 25, где осуществляется его дальнейшая обработка. Анализатор полезного сигнала 25 выполняет следующую последовательность операций:

- полосовая фильтрация составляющих полезного сигнала;

- детектирование огибающих полезного сигнала;

- компарирование составляющих полезного сигнала с пороговыми уровнями;

- подсчет импульсов превышения пороговых значений во временном окне;

- логическая обработка результатов анализа и формирование признака тревоги.

Анализатор полезного сигнала 25 имеет вход управления (второй вход), по которому могут передаваться и изменяться параметры обработки сигналов, поступающих с СВЧЭ 6. Работа анализатора полезного сигнала общеизвестна и раскрыта, например, в описании патента RU №2263968, МПК G08 13/02, опубл. в 2005 г.

При установлении факта преодоления нарушителем протяженного рубежа охраны с помощью СВЧЭ 6 и сигнального процессора 5 сигнал, определяющий признак тревоги, поступает на вход исполнительного сигнализационного устройства 26, которое включается в активное состояние формирования тревожного сообщения на определенное время (например, на 4 с). Сигнал тревожного сообщения поступает на вход интерфейсного модуля 27, который совместно со «своим» номером (адресом) сегмента участка, передает его посредством второй линии интерфейса 4 в блок электронный для формирования номера участка 2. В качестве реализации второй линии интерфейса 4 выгодно использовать интерфейс с протоколом CAN, обеспечивая тем самым более высокое быстродействие системы. Блок электронный для формирования номера участка 2, на соответствующем участке протяженного рубежа охраны, принимает информацию от сигнального процессора 5 соответствующего сегмента участка с номером (адресом) этого сегмента участка и транслирует ее с номером (адресом) «своего» участка в центральный пост охраны 1. Принцип функционирования блока электронного для формирования номера участка 2 известен и приведен, например, в описании патента US №6664894, МПК G08B 13/00, опубл. в 2003 г.

Таким образом, центральный пост охраны 1 фиксирует факт преодоления протяженного рубежа охраны нарушителем на определенном участке (адрес участка) и в определенном месте участка (адрес сегмента участка). Так как длина сегмента участка небольшая (10-50 м), то работа системы возможна с соотношением сигнал/шум не менее 20-40, что совместно с цифровой передачей информации по каналам связи (линиям интерфейса) обеспечивает высокую помехозащищенность системы. При необходимости длина сегмента участка может быть увеличена (например, до 250 м), если связанное с этим уменьшение соотношения сигнал/шум не будет приводить к существенному уменьшению помехоустойчивости системы. Сегментация (деление на отрезки) протяженного виброчувствительного элемента позволяет адаптироваться к неоднородностям физического заграждения 9, а также дает возможность функционирования системы при контроле протяженного комбинированного физического заграждения, состоящего из сегментов разнотипных физических заграждений (например: сетчатое полотно, бетонное заграждение, сетка «Рабица», решетчатое полотно и т.п.). Блок электронный для формирования номера участка 2 обеспечивает передачу (трансляцию) информации от центрального поста контроля 1 в определенный сигнальный процессор 5, в котором она посредством интерфейсного модуля 27 поступает на второй вход анализатора полезного сигнала 25. Эта информация необходима для настройки (или перенастройки) амплитудно-временных параметров анализатора полезного сигнала 25 для работы с различными видами физических заграждений 9.

Структурная схема второго варианта системы приведена на фиг. 2. Второй вариант системы, в отличие от первого варианта, обеспечивает работоспособность системы с двухфланговым расположением СВЧЭ 6 на участках охраны 12, которые выделены на фиг. 2 пунктиром. Вторая группа сигнальных процессоров 11 на левом фланге подключена к блоку электронному для формирования номера участка 2 посредством третьей линии интерфейса 10. Вторая группа сигнальных процессоров 11 совместно с третьей линией интерфейса 10 функционируют аналогичным образом, также как и первая группа сигнальных процессоров 5 со второй линией интерфейса 4 первого варианта системы.

Структурная схема третьего варианта системы приведена на фиг. 3. Третий вариант системы, в отличие от второго варианта, обеспечивает работоспособность системы с параллельно размещенными СВЧЭ 6 на участках охраны 17, которые выделены на фиг. 5 пунктиром. Третья 15 и четвертая 16 группы сигнальных процессоров подключены к блоку электронному для формирования номера участка 2 посредством четвертой 13 и пятой 14 линии интерфейса соответственно. Третья 15 и четвертая 16 группы сигнальных процессоров совместно с четвертой 13 и пятой 14 линиями интерфейса функционируют аналогичным образом, также как сигнальные процессоры и линии интерфейса в первом и втором вариантах системы.

Многовариантность системы делает ее достаточно универсальной, что позволяет расширить область применения системы, как для охраны локальных участков, ограниченных зон контроля, так и для протяженных рубежей охраны, таких как периметры особо важных объектов, Государственная граница РФ, магистральные трубопроводы, железные дороги и т.п.

На фиг. 7 приведен пример конструктивного исполнения протяженного виброчувствительного модуля. СВЧЭ 6 совместно с сигнальным процессором 5 образуют отдельное виброчувствительное звено этого виброчувствительного модуля длиной L (фиг. 7а). С помощью таких звеньев можно «набирать» протяженные «цепочки» (фиг. 7б, в), соединяя виброчувствительные звенья друг с другом с помощью разъемных соединений 28. На фиг. 7б) проиллюстрирована организация протяженного рубежа охраны, состоящего из многоярусных виброчувствительных зон.

На фиг. 7в) проиллюстрирован принцип организации протяженного рубежа охраны, состоящего из виброчувствительных звеньев с использованием дополнительных изолированных проводов (жил) СВЧЭ 6. Этот принцип позволяет сформировать гибкий протяженный виброметрический модуль необходимой длины с прокладкой цепей линий интерфейса и цепей электропитания внутри трибоэлектрического кабеля.

На фиг. 8 приведен пример организации охраны протяженного рубежа с помощью протяженных виброчувствительных модулей, установленных на двух физических заграждениях 9, расположенных параллельно друг другу и обеспечивающих зону отчуждения. Такое расположение физических заграждений дает возможность получения сигнальной информации о направлении движения нарушителя через рубеж охраны.

Использование принципа цифровой передачи информации по малопроводным линиям связи в соответствии с протоколами последовательных интерфейсов (RS-485, CAN) позволяет осуществлять передачу в полосе 3 кГц, что допускает применение любых типов кабелей связи. Учитывая удаленное расположение протяженных рубежей охраны, этот факт позволяет снизить материальные затраты на создание системы в целом (используя более дешевые кабели).

Действующие лабораторные макеты первого, второго и третьего вариантов системы подвергались всесезонным испытаниям в течение одного года. Была подтверждена устойчивая работоспособность действующих лабораторных макетов по обнаружению нарушителей на фоне помех, вызванных изменением погодных условий.

Введенные в известное устройство дополнительные признаки и функциональные связи позволяют придать вариантам предлагаемой системы новые существенные свойства и расширить область применения системы.

Изобретение относится к средствам обнаружения нарушителя протяженного рубежа охраны. Технический результат заключается в быстродействии и точности зоны нарушения. Система состоит из центрального поста охраны и множества блоков электронных, к каждому из которых подключена группа сигнальных процессоров. К каждому сигнальному процессору подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении. Блоки электронные соединены с центральным постом охраны с помощью первой линии интерфейса (RS-485). Сигнальные процессоры соединены с соответствующими блоками электронными с помощью других линий интерфейса (CAN). Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение функциональной надежности системы за счет повышения помехоустойчивости и увеличения точности локализации места пересечения нарушителем рубежа охраны, а также за счет использования принципа цифровой передачи информации посредством малопроводных магистралей связи. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны, содержащая центральный пост охраны и множество блоков электронных для формирования номера участка, первые входы/выходы которых соединены с входом/выходом центрального поста охраны с помощью первой линии интерфейса, отличающаяся тем, что к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключена первая группа сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством второй линии интерфейса соединены со вторым входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

2. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны по п. 1, отличающаяся тем, что к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключена вторая группа сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством третьей линии интерфейса соединены с третьим входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

3. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны по п. 2, отличающаяся тем, что к каждому блоку электронному для формирования номера участка подключены третья и четвертая группы сигнальных процессоров, входы/выходы которых посредством, соответственно, четвертой и пятой линий интерфейса соединены с четвертым и пятым входом/выходом блока электронного для формирования номера участка, к входу каждого сигнального процессора подключен сегментированный виброчувствительный элемент, закрепленный на физическом заграждении.

4. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что каждый сегментированный виброчувствительный элемент имеет дополнительные изолированные провода (жилы), расположенные во внешнем контуре трибоэлектрического кабеля.

5. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны по п. 4, отличающаяся тем, что сегментированные виброчувствительные элементы, соединенные с сигнальным процессором, конструктивно образуют виброчувствительные звенья, которые могут подключаться друг к другу с помощью разъемных соединений, образуя при этом гибкий протяженный виброчувствительный модуль необходимой длины с прокладкой цепей линий интерфейса и цепей электропитания внутри трибоэлектрического кабеля с помощью использования дополнительных изолированных проводов (жил) в трибоэлектрическом кабеле.

6. Виброметрическая система для контроля протяженных рубежей охраны по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что каждый сигнальный процессор содержит последовательно соединенные измерительный преобразователь, анализатор полезного сигнала, исполнительное сигнализационное устройство и интерфейсный модуль, причем вход измерительного преобразователя является входом сигнального процессора, вход/выход интерфейсного модуля является входом/выходом сигнального процессора, выход интерфейсного модуля подключен ко второму входу анализатора полезного сигнала.