СИГНАЛИЗАТОР ОБНАРУЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ТРЕВОЖНЫХ И КРИТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ Российский патент 2017 года по МПК G08B25/00 

Изобретение относится к системам сигнализации и может быть использовано для оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности. Эффект от его создания и применения заключается в расширении функциональных возможностей по осуществлению контроля состояния объектов и территорий и повышении достоверности, точности и оперативности получаемой потребителями информации об обнаружении и местоположении тревожных и критических ситуаций. Он достигается тем, что сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций содержит датчиковую аппаратуру по типам (типу) возможных тревожных и критических ситуаций, навигационный приемник, например ГЛОНАСС, аппаратуру дистанционной, например спутниковой, связи, блок электронной коммутации и источник питания и способен в мобильном исполнении за счет малых габаритов и низкого энергопотребления контролировать несколько разнотипных (радиационно-, химически-, биологически опасных и других) объектов [1-4].

Изобретение может использоваться для оперативного контроля состояния подвижных и стационарных объектов и территорий и сигнализации возникновения на них тревожных и критических ситуаций в Министерстве обороны Российской Федерации, Министерстве по чрезвычайным ситуациям, других министерствах и ведомствах.

Основные недостатки существующих аналогичных устройств заключаются в том, что они выполнены, как правило, в стационарном варианте и имеют значительные габариты и массу, не могут применяться автономно или оперативно перемещаться с одного подвижного объекта или места на другое, используют проводные каналы связи и энергоснабжения, не обладают гибкостью в подключении датчиковой аппаратуры различного типа, а их непрерывное на больших интервалах времени использование связано со значительными затратами электроэнергии, что в совокупности существенно ограничивает их применение для обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций.

Известна система мониторинга [5], содержащая группу объектовых блоков, соединенных с соответствующими мобильными телефонами GSM, входы-выходы которых через канал связи GSM, через модем GSM, соединены с пультом наблюдения.

Недостатком этой системы является отсутствие датчиковой аппаратуры для обнаружения тревожных и критических ситуаций, навигационного приемника типа ГЛОНАСС для определения их местоположения, аппаратуры связи с потребителями.

Известна территориальная система контроля транспортировки особо важных и опасных грузов [6], содержащая на каждом специальном транспортном средстве последовательно связанные радиостанцию, абонентское устройство кодирования и устройство регистрации, а также датчик координатной информации, датчик характера груза и сигнальные датчики, подключенные к абонентскому устройству кодирования.

Недостатком этой системы является отсутствие датчиковой аппаратуры для обнаружения тревожных и критических ситуаций и аппаратуры связи с потребителями.

Известен способ мониторинга и контроля за транспортными средствами [7], основанный на определении заданных координат, при котором каждому контролируемому транспортному средству задают номер и маршрут следования, на каждом из них принимают сигналы глобальной спутниковой системы навигации и рассчитывают на основе принятых навигационных сигналов текущие координаты. Информацию о текущих координатах каждого контролируемого транспортного средства преобразуют в электрический сигнал для передачи по сотовой сети подвижной связи, например по GSM-сети, передают этот сигнал дискретно в реальном масштабе времени по сотовой сети подвижной связи в диспетчерский центр, где информацию принимают, проводят ее обработку, хранение и отображение. При возникновении нештатной ситуации отображают на электронной карте местности текущие и заданные координаты контролируемого транспортного средства, при получении сигнального сообщения от его водителя отображают также смысловое содержание и время передачи сигнального сообщения, а также заданный номер данного транспортного средства. На основе анализа полученной информации принимают решение об оперативной помощи водителю.

Недостатком этого способа является необходимость передачи сигнального сообщения от водителя транспортного средства и отображения также его смыслового содержания, а также использование для этого только GSM-сети.

Известно устройство одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучения с выделением спектров бета-, гамма-излучений и радиометрической информации об альфа-, бета-излучениях для экспресс-анализа радиоактивных веществ, содержащее в своем составе универсальный блок детектирования [8].

Недостатком данного устройства является использование датчиковой аппаратуры только для обнаружения радиоактивного загрязнения и отсутствие аппаратуры связи с потребителями.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является мобильная станция видеомониторинга и связи [9], которая содержит станцию спутниковой связи с антенной системой, автоматизированное рабочее место оператора (АРМО) станции, спутниковый модем, блок электронной коммутации, навигационный приемник GPS, УКВ-радиостанцию с антенной, автоматизированное рабочее место диспетчера в составе портативного компьютера и многофункционального устройства, УКВ-ретранслятор с антенной, носимые УКВ-радиостанции со встроенной антенной, спутниковый радиотелефон, автоматический коммутатор каналов, базовую станцию транкинговой связи с антенной системой, абонентские терминалы со встроенной антенной, видеорегистратор, телевизионный приемник, телевизионный передатчик, переносную видеокамеру, базовую станцию широкополосного беспроводного доступа (ШБД) с антенной, наземную станцию управления беспилотным летательным аппаратом (БПЛА), состоящую из портативного компьютера и УКВ-радиостанции с антенной, малый БПЛА, содержащий стабилизированную платформу, на которой размещены УКВ-радиостанция с антенной, блок исполнительных устройств, абонентская станция ШБД с антенной, блок регистрации видеосигналов, цифровая видеокамера, тепловизор и фотоаппарат, описанная в патенте РФ №2398353. Ее основными недостатками являются то, что она не имеет в своем составе датчиковой аппаратуры для обнаружения тревожных или критических ситуаций на контролируемых объектах и территориях, включает в себя совокупность автоматизированных рабочих мест и станций, функционирование которых должно обеспечиваться соответствующими операторами, что понижает точность, достоверность и оперативность мониторинга обстановки на контролируемых объектах и территориях, имеет значительные массово-габаритные характеристики, что затрудняет доставку ее к контролируемым объектам и территориям и/или размещение на транспортных средствах, избыточность состава аппаратуры с точки зрения обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций.

Целью изобретения является расширение возможностей по осуществлению контроля состояния объектов и территорий и повышение достоверности, точности и оперативности получаемой потребителями информации об обнаружении и местоположении тревожных и критических ситуаций.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций включены помимо входящих в прототип аппаратура связи, блок электронной коммутации, навигационного приемника типа ГЛОНАСС, датчиковая аппаратура и источник питания. Аппаратура связи, блок электронной коммутации, навигационный приемник и источник питания образуют универсальный для всех сигнализаторов обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций блок. При этом однотипная или разнотипная для различных тревожных и критических ситуаций датчиковая аппаратура через канальный выход соединена с блоком электронной коммутации, с которым через канальный вход-выход соединен навигационный приемник и через канальный выход - аппаратура связи (фиг. 1).

Датчиковая аппаратура состоит из чувствительного элемента (ЧЭ), преобразователя измеряемой величины, сигнализатора предельного уровня измеряемой величины и устройства передачи данных в блок электронной коммутации (фиг. 2). Сигнализатор предельного уровня измеряемой величины может быть сконструирован и настроен на несколько уровней опасности (фиг. 3), обеспечивая последовательное формирование сигналов по усугублению тревожной ситуации до достижения ей критического уровня.

В датчиковой аппаратуре сигнализатора обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций могут использоваться датчики следующих типов: линейных и угловых ускорений и скоростей, ударов и ударных перегрузок, температуры и тепловых потоков, давления, ориентации, механических напряжений, расходов, вибрации, освещенности, детектирования радиационно-, химически-, биологически опасных ситуаций, биологического состояния людей (давления, работы сердечных мышц и т.п.) и некоторые другие. Она может гибко формироваться и оперативно монтироваться в зависимости от предполагаемого типа тревожных и критических ситуаций комплексом датчиковой аппаратуры. Датчиковая аппаратура может изготавливаться (формироваться в ходе подготовки к применению) в двух вариантах: едином с универсальным блоком или выносном.

В дежурном («спящем») режиме электроснабжение осуществляется только для датчиковой аппаратуры, срабатывание которой приводит одновременно к подключению энергоснабжения аппаратуры связи, блока электронной коммутации и навигационного приемника.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций обладает наличием новых блоков: датчиковой аппаратуры, предназначенной для обнаружения тревожных и критических ситуаций по их возможному типу (типам) и идентификации достижения предельного уровня измеряемой величины, и источника питания, обеспечивающего автономное функционирование сигнализатора обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций, что позволяет применять его как на подвижных средствах, так и стационарно в автономном непрерывном энергосберегающем режиме функционирования.

Основным способом применения сигнализатора обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций является мобильный, когда он функционирует с подвижного или на подвижном (в частности, потерявшем в аварийной ситуации подвижность) объекте. Оценки массово-габаритных характеристик сигнализатора обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций позволяют утверждать о возможности его применения одиночным человеком.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций обладает новизной и более широкими возможностями по использованию на различных подвижных объектах (космических аппаратах, самолетах, беспилотных летательных аппаратах, воздухоплавательных средствах, любых наземных и надводных плавучих средствах), а также специалистами в соответствующих областях.

Таким образом, заявляемый сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемый сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные пояснения, для их реализации не требуется.

Источники информации

1. Голованев И.Н. Федеральная система мониторинга объектов и ресурсов. Основы построения и технической реализации. - М.: СИП РИА, 2006. - 252 с.

2. Космические навигационные системы. - МО РФ, 1994. - 632 с.

3. Кантор Л.Я., Тимофеев В.В. Спутниковая связь и проблема геостационарной орбиты. - М.: Радио и связь, 1988. - 168 с.

4. Малые космические аппараты информационного обеспечения. Под ред. Фатеева В.Ф. - М.: «Радиотехника», 2010. - 320 с.

5. RU, патент №239956, G08B 25/10, 2008.

6. RU, патент №2403623, G08B 25/10, 2010.

7. RU, патент №2157565, G08G 1/123, 2000.

8. Устройство одновременной регистрации альфа-, бета- и гамма-излучения с выделением спектров бета-, гамма-излучений и радиометрической информации об альфа-, бета-излучениях для экспресс-анализа радиоактивных веществ / В.Г. Микуцкий, В.Е. Соловьев, И.И. Шишов, О.Е. Лапин // Труды международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». - СПб.: «Политехника-сервис», 2014. - с. 376-379.

9. RU, патент №2398353, Н04В 7/26, 2010 (прототип).

Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций предназначен для оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности. Сигнализатор содержит разнотипную для различных тревожных и критических ситуаций датчиковую аппаратуру, которая настроена на двухуровневый контроль опасных ситуаций и обеспечивает последовательное формирование сигналов по усугублению тревожной ситуации до достижения ей критического уровня. Для повышения оперативности и достоверности передачи сигналов применяется аппаратура связи. Определение местоположения проводится навигационным приемником типа ГЛОНАСС. За счет применения разнотипной датчиковой аппаратуры увеличивается количество одновременно контролируемых параметров для выявления тревожных и критических ситуаций. Для уменьшения энергопотребления и увеличения срока автономной эксплуатации сигнализатора в дежурном («спящем») режиме электроснабжение осуществляется только для датчиковой аппаратуры. За счет малых габаритов и низкого энергопотребления сигнализатор способен контролировать несколько разнотипных объектов при мобильном способе применения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций, содержащий универсальный блок, состоящий из аппаратуры дистанционной, например спутниковой, связи, блока электронной коммутации, навигационного приемника типа ГЛОНАСС, отличающийся наличием датчиковой аппаратуры, формируемой совместно с универсальным блоком в зависимости от предполагаемого типа тревожных и критических ситуаций, выполненной в виде чувствительного элемента измеряемой величины (линейных и угловых ускорений и скоростей, ударов и ударных перегрузок, температуры и тепловых потоков, давления, ориентации, механических напряжений, расходов, вибрации, освещенности, детектирования радиационно-, химически-, биологически опасных ситуаций, биологического состояния людей (давления, работы сердечных мышц и т.п.) и подобные), преобразователя измеряемой величины, сигнализатора предельного уровня измеряемой величины и устройства передачи сигнала о достижении тревожного (критического) уровня измеряемой величины в блок электронной коммутации и источника питания, использование которого в дежурном («спящем») режиме осуществляется только для датчиковой аппаратуры, срабатывание которой приводит одновременно к подключению энергоснабжения аппаратуры связи, блока электронной коммутации и навигационного приемника.

2. Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций по п. 1, отличающийся тем, что настроен на двухуровневый контроль опасности, обеспечивая последовательное формирование сигналов по усугублению тревожной ситуации до достижения ей критического уровня.

3. Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций по п. 1, отличающийся тем, что способен контролировать несколько разнотипных (радиационно-, химически-, биологически опасных и других) объектов.