Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к мобильным техническим средствам охраны открытых участков местности, удаленных от станционных частей на значительное расстояние. Более конкретно, настоящее изобретение относится к области охраны открытых участков местности, периметров протяженных объектов, подступов и путей передвижения к важным объектам, удаленных от станционной (стационарной) частей на значительное расстояние и применяется для организации временных рубежей охраны с помощью тепловизионного и телевизионного наблюдения открытых участков местности и протяженных рубежей государственной границы.
Уровень техники
Из уровня техники известен автономный мобильный комплекс видео-тепловизионного наблюдения по патенту РФ №2671155, МПК G08B 25/08, 2018 г., выполненный в виде комплекса с различными вариациями составных частей и комплектами развития, включающий в свой состав по меньшей мере один тепловизор и по меньшей мере одну видеокамеру, установленные на поворотном устройстве, которое в свою очередь установлено на быстроразворачиваемой пневматической или механической мачте и подключено через проводной или беспроводной канал передачи данных к ЭВМ с предустановленным программным обеспечением, обеспечивающим управление и мониторинг, а также включает по меньшей мере один источник автономного питания для электропитания для составных частей комплекса, подзаряд которого осуществляется с помощью возобновляемых источников энергии. Канал передачи данных может быть проводным или беспроводным. Комплекс может дополнительно содержать извещатели охранные, ретранслятор для расширения дальности установки извещателей, индивидуальные оповещатели, зарядное устройство для зарядки аккумуляторных блоков составных частей комплекса и носимый комплект для управления комплексом по радиоканалу. Для подзаряда аккумуляторного блока может быть использована электрическая сеть или солнечная энергия. Для наблюдения за открытыми земными и водными пространствами комплекс может дополнительно включать в свой состав радиолокатор.
При эксплуатации автономного мобильного комплекса видео-тепловизионного наблюдения по патенту РФ №2671155 были выявлены следующие недостатки:
- необходимость выполнения указанного известного автономного мобильного комплекса в виде сложносоставной системы (комплекса), включающей существенное количество составных частей, что негативно влияет на эксплуатационную надежность и сокращает время автономной работы комплекса;
- отсутствие резервного комплекта аккумуляторных батарей приводит к невозможности ведения наблюдения при разряде или выходе из строя основного комплекта аккумуляторных батарей;
- необходимость снабжения автономного мобильного комплекса несколькими датчиками (охранными извещателями) для осуществления охраны и наблюдения непосредственно за самой территорией линейного поста, что увеличивает сложность и снижает надежность при эксплуатации;
Из уровня техники также известен мобильный быстроразвертываемый автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории на базе аэромодуля на привязи по патенту РФ №2759977, МПК G08B 25/08, 2021 г., снабженный переносными транспортировочными кейсами модули оптико-электронной системы, системы приема и передачи данных по радиоканалу, системы питания в составе солнечных и аккумуляторных батарей, зарядного устройства, системы собственной безопасности. Модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов. Модуль солнечных батарей содержит снабженную анкерными элементами сборную опорную раму для подвеса солнечных батарей. Модуль системы собственной безопасности включает спиральное быстровозводимое заграждение с маскируемым сейсмическим датчиком для установки в зоне размещения спирального быстровозводимого заграждения. Модуль оптико-электронной системы выполнен мультиспектральным, размещен на беспилотном аэромодуле на гиростабилизированном подвесе и соединен кабелем с транспортировочным кейсом, выполненным в виде контейнера, имеющего стартовую площадку, лебедку для намотки и хранения кабеля, систему питания и управления, а также соответствующие разъемы для соединения с внешней системой питания, которая дополнительно включает жидкотопливный электрогенератор.
Данному известному автономному посту присущи следующие недостатки:
- размещение модуля оптико-электронной системы на аэромодуле усложняет конструкцию данного известного мобильного быстроустанавливаемого автономного поста технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, поскольку необходимо дополнительно снабдить такой автономный пост стартовой площадкой, лебедкой для намотки и хранения кабеля, системой питания и управления с генератором электроэнергии (бензиновый или дизельный);
- использование аэромодуля исключает возможность круглосуточного визуального мониторинга окружающей обстановки, поскольку во время взлета аэромодуля и при наборе аэромодулем высоты невозможно осуществлять требуемый комплекс наблюдений;
- использование составных частей и двух дополнительных кейсов для спирального быстровозводимого заграждения и бензинового или дизельного электрогенератора;
- применение спирального заграждения подразумевает необходимость значительных трудозатрат для его очистки при обслуживании и ремонте, в частности, вызванное попаданием на заграждение степных растений (перекати-поле, катун);
- применение сейсмического датчика движения со спиральным заграждением не эффективно, так как при воздействии ветра спиральное заграждение может колебаться и передавать помеховые сигналы на грунт, а как следствие вызывать ложные срабатывания сейсмического датчика или его зашумление, при каждом таком срабатывание оператору необходимо будет запускать аэромодуль с оптико-электронной системой для визуального подтверждения отсутствия нарушителя;
- применение сейсмического датчика без указания направления движения нарушителя внутри спирального заграждения малоэффективно, так как при срабатывании необходимо в ручном или автоматическом режиме по круговой траектории движения (после запуска аэромодуля) навести оптико-электронный модуль по периметру поста до момента визуального подтверждения отсутствия или наличия нарушителя.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является мобильный быстроустанавливаемый автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, известный из публикации патента РФ на изобретение №2661531, МПК G08B 25/08.
Автономный пост технического наблюдения, определенный в качестве наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения, выполнен из отдельных модулей, снабженных переносными транспортировочными кейсами, при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов. Модуль аккумуляторных батарей выполнен с возможностью закрепления на нем мачты, а модуль солнечных батарей снабжен сборной опорной рамой с анкерными элементами. Модуль системы собственной безопасности состоит из двух отдельных блоков, снабженных переносными транспортировочными кейсами - блока вибрационного средства обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов и блока со спиральным быстровозводимым заграждением, на котором закреплены виброчувствительные кабели. Солнечные батареи подвешены упруго и имеют покрытие, обладающее фотокаталитическим и гидрофобным эффектами. Мачтовый модуль, доставляется в транспортировочном кейсе (например, в обычном рюкзаке). Оптико-электронный модуль и модуль системы приема и передачи данных по радиоканалу доставляемый вместе с ОЭМ в транспортировочном кейсе.
Следует отметить, что при эксплуатации автономного поста, определенного в качестве наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения, были выявлены следующие недостатки:
- необходимость крепления мачты на блоке аккумуляторных батарей, что существенно ограничивает ветроустойчивость и усложняет конструкцию;
- значительное количество составных частей и двух дополнительных кейсов для спирального быстровозводимого заграждения и вибрационного средства обнаружения также является недостатком, поскольку отрицательно влияет на надежность при эксплуатации наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения;
- из-за отсутствия функционального назначения транспортировочных кейсов мачтового модуля и оптико-электронного, существует необходимость их полного опорожнения при транспортировке на место установки и/или хранения;
- также недостатком является необходимость применения вибрационного средства обнаружения на спиральном заграждении, поскольку это снижает сигнализационную надежность и увеличивает частоту ложных срабатываний при воздействии ветра или при попадании на барьер степных растений (перекати-поле, катун);
- кроме того, при использовании спирального заграждения также неизбежно возникает проблема его периодической очистки (например, при попадании степных растений, таких как перекати-поле, катун и т.п.), требующей значительных трудозатрат при обслуживании и демонтаже данного известного автономного поста.
Сущность изобретения
Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является устранение недостатков указанных выше известных технических решений, упрощение конструкции поста при обеспечении высокой надежности его работы, а именно, созданный автономный мобильный пост оптико-электронного наблюдения должен надежно обеспечивать охрану открытых участков местности, периметров протяженных объектов, подступов и путей передвижения к важным объектам, удаленных от станционной (стационарной) частей на значительное расстояние с возможностью применения для временной охраны, обеспечиваемой с помощью тепловизионного и телевизионного оборудования для наблюдения за открытыми участками местности и протяженной государственной границы.
Заявленное изобретение, как и наиболее близкий аналог, представляет собой автономный мобильный пост оптико-электронного наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории и состоит из линейного мобильного поста и станционного (стационарного) поста. Линейный мобильный пост содержит телескопическую мачту с растяжками, закрепленную на грунте, оптико-электронную систему наблюдения с двумя независимыми системами наблюдения - тепловизором и видеокамерой, которые зафиксированы на общем опорно-поворотном устройстве, размещенном на телескопической мачте; систему автономного энергоснабжения, представляющую собой фотоэлектрическую станцию, состоящую из фотоэлектрических модулей, собранных в рамную конструкцию, закрепленную в грунте; аккумуляторных батарей с устройством заряда, связанных с фотоэлектрической станцией и выполненных с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов; модуль системы собственной безопасности линейного мобильного поста; комплект приема и передачи данных для связи со станционным постом, комплект транспортировочных кейсов для транспортировки телескопической мачты, фотоэлектрических модулей, аккумуляторных батарей с устройством заряда. Станционный пост содержит комплект приема и передачи данных для связи с линейным мобильным постом, а также компьютер с предустановленным программным обеспечением для управления опорно-поворотным устройством, оптико-электронной системой наблюдения и модулем системы собственной безопасности линейного мобильного поста. Тепловизор (тепловизионная камера) и видеокамера через свой комплект приема и передачи данных и комплект приема и передачи данных станционного поста передают видеоинформацию на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ оператора).
Указанная техническая проблема решается за счет того, что модуль системы собственной безопасности выполнен в виде сейсмического средства обнаружения, имеющего возможность определения направления движения предполагаемого нарушителя, при этом в качестве находящегося на станционном посте компьютера, предпочтительно, используют ноутбук в пыле- и влагозащищенном корпусе. Предустановленное программное обеспечение обрабатывающее данные, получаемые от сейсмического средства обнаружения, опорно-поворотного устройства, тепловизора и видеокамеры, поступающие через комплект приема и передачи данных для связи станционного поста от комплекта приема и передачи данных для связи линейного мобильного поста с антенной направленного действия, управляет работой опорно-поворотного устройства, тепловизора и видеокамеры, а в случае поступления сигнала от сейсмического средства обнаружения о появлении нарушителя программное обеспечение генерирует команду на изменение положения опорно-поворотного устройства с тепловизором и видеокамерой для их ориентации в направлении, откуда сейсмическим средством выявлено движение нарушителя. Крепление к грунту опоры упомянутой телескопической мачты и упомянутой рамной конструкции с фотоэлектрическими модулями осуществлено посредством винтовых свай саморезного типа. Комплект приема и передачи данных линейного мобильного поста и комплект приема и передачи данных станционного поста могут быть выполнены в виде системы беспроводной связи по радиоканалу или в виде системы связи по волоконно-оптической линии. Комплект приема и передачи данных станционного поста и комплект приема и передачи данных линейного мобильного поста в случае использования беспроводной связи представляют собой комплект коммутационного и радиоканального оборудования.
Система автономного энергоснабжения линейного мобильного поста снабжена резервным комплектом аккумуляторных батарей, также имеющим устройство заряда и так же, как и основной комплект аккумуляторных батарей, выполнен с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов.
В качестве фотоэлектрических модулей, входящих в состав фотоэлектрической станции и предназначенных для заряда комплекта аккумуляторных батарей через устройство заряда, использованы двусторонние (бифациальные) модули.
Тепловизор (тепловизионная камера) и видеокамера оптико-электронной системы наблюдения оснащены моторизованными объективами-трансфокаторами, при этом работой моторизованного объектива-трансфокатора тепловизора и работой моторизованного объектива-трансфокатора видеокамеры управляет упомянутое предустановленное программное обеспечение компьютера, находящегося на станционном посте. Транспортировочные кейсы, применяемые для транспортировки, покрыты с внешней стороны светоотражающим материалом размещены непосредственно под упомянутой рамной конструкцией с фотоэлектрическими модулями. Линейный мобильный пост снабжен антивандальным стальным тросом, соединяющий транспортировочные кейсы, сейсмическое средство обнаружения и опору телескопической мачты.
Технический результат заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции устройства вследствие уменьшения количества составных частей - из конструкции заявленного устройства исключено спиральное заграждение, при этом, во-первых, упрощается процесс монтажа и процесс пуско-наладки оборудования, поскольку использование сейсмического средства обнаружения и наличие антивандального стального троса позволило исключить физическое заграждение из состава линейного поста, кроме того, использование сейсмического средства обнаружения вместо спирального заграждения и вибрационного средства создало возможность предварительной заводской настройки оборудования, что существенно ускоряет и упрощает процесс развертывания линейного мобильного поста на местности. Во-вторых использование сейсмического средства обнаружения одновременно повышает сигнализационную надежность устройства, так как сейсмическое средство обнаружения нарушителя, сигнал с которого поступает на ноутбук станционного поста, обусловливает выработку программным обеспечением ноутбука команды на поворот в сторону появления нарушителя опорно-поворотного устройства с закрепленными на нем тепловизором и видеокамерой, передающими изображение на АРМ оператора станционного поста, что позволяет точно идентифицировать происходящее событие (появление нарушителя, дикого животного и др.) Для корректного срабатывания сейсмического средства обнаружения и обеспечения сигнализационной надежности устройства необходимо минимизировать воздействие на сейсмическое средство вибраций элементов линейного мобильного поста, возникающих от ветровой нагрузки. Для повышения ветровой устойчивости телескопическая мачта с установленной на ней двухспектральной оптико-электронной системой наблюдения и комплектом радиоканального и коммутационного оборудования устанавливается на грунт с помощью винтовых свай саморезного типа ручным способом, как и рамная конструкция с фотоэлектрическими модулями, что повышает общую устойчивость конструкции к ветровым нагрузкам. При этом телескопическая мачта и фотоэлектрические модули дополнительное крепятся на грунт растяжками, что в совокупности с винтовым креплением сваями саморезного типа уменьшает девиацию мачты и вибрацию оптико-электронной системы и отрицательное воздействие на сейсмическое средство обнаружения.
Кроме того, заявленным изобретением также достигается технический результат, заключающийся в повышении качества работы алгоритмов обнаружения и сопровождения целей видеоаналитикой в программном обеспечении станционного поста и в улучшении качества объективной обработки видеоинформации оператором, за счет применения тепловизора и видеокамеры высокого разрешения (тепловизора с разрешением матрицы 1280 х 1024 пикселей, видеокамеры с разрешением матрицы 3864 х 2180 пикселей).
Наличие у тепловизора и видеокамеры моторизированных объективов-трансфокаторов и отслеживающего события опорно-поворотного устройства обеспечивает непрерывное наблюдение за перемещением основных типовых целей и фокусировку получаемого изображения объектов, значительно удаленных от места установки линейного поста. Двухспектральная оптико-электронная система наблюдения имеет энергоэффективное, (малопотребляющее) опорно-поворотное устройство с углом поворота по горизонтали без ограничения 360° и по вертикали от -90° до +45°. Дополнительно за счет введения в конструкцию устройства сменных аккумуляторных батарей увеличивается время автономной работы линейного автономного поста.
Таким образом, достижение технического результата обусловлено тем, что линейный мобильный пост состоит из двухспектральной оптико-электронной системы наблюдения с одним тепловизором высокого разрешения с моторизированным объективом-трансфокатором, одной видеокамерой высокого разрешения с моторизированным объективом-трансфокатором и одним опорно-поворотным устройством, быстроустанавливаемой телескопической мачты с винтовыми многоразовыми сваями саморезного типа в основании, фотоэлектрической станции с двухсторонними солнечными батареями и основным комплектом быстро заряжаемых аккумуляторных батарей с устройством заряда и дополнительным резервным комплектом быстро заряжаемых аккумуляторных батарей, сейсмического средства обнаружения с возможностью указания направления движения нарушителя, антивандального троса с замком для петлевого крепления через ручки кейсов и составные части линейного поста; комплекта радиоканального и коммутационного оборудования, комплекта многоразовых защищенных кейсов со светоотражающим покрытием по внешней стороне крышек. Станционный пост включает в свой состав защищенный (с полной защитой от пыли и от струй воды) ноутбук с предустановленным программным обеспечением для управления линейным постом и комплектом коммутационного и радиоканального оборудования.
Для управления линейным постом и комплектом коммутационного и радиоканального оборудования может быть использовано известное программное обеспечение, например, SecurOS (ISS), ГИС Радиобарьер (ООО «Полюс-СТ»), Yandex Browser (Yandex) или другое, поддерживающие протокол управления Onvif и Web интерфейс.
Используемый в настоящем изобретении беспроводной канал передачи данных автономного мобильного поста оптико-электронного наблюдения реализован на базе радиоканального и коммутационного оборудования из состава линейного и станционного постов, или для передачи данных автономного мобильного поста оптико-электронного наблюдения может использоваться волоконно-оптический канал связи.
Сейсмическое средство обнаружения имеет круговую зону обнаружения без наличия мертвых зон (зон невидимости), что позволяет выявлять потенциального нарушителя и определять направление его движения на подступах к месту установки линейного поста. Таким образом, в заявленном изобретении в качестве датчика движения системы собственной безопасности линейного поста использовано указанное сейсмическое средство обнаружения, обеспечивающее указание направления движения нарушителя, позволяющее повысить сигнализационную надежность средства обнаружения собственной безопасности линейного поста и минимизировать количество охранных датчиков до одного. Дополнительно в составе линейного поста применяется антивандальный стальной трос с замком для петлевого крепления на корпуса составных частей линейного поста, соединяющий между собой всю аппаратуру и конструкции, тем самым исключающий возможность беспрепятственно демонтировать и украсть оборудование с места установки.
Для подзарядки основного блока аккумуляторных батарей используется фотоэлектрическая станция с фотоэлектрическими модулями, при этом предпочтительно применяются аккумуляторные батареи с коротким временем заряда большим током. Применение аккумуляторных батарей такого типа дает возможность ускоренного заряда при переменной облачности за относительно короткий период времени, когда солнце освещает поверхность фотоэлектрических модулей несколько часов в сутки. В составе поста имеется дополнительный комплект аккумуляторных батарей, применяемый в качестве резервного комплекта на период низкой солнечной активности. Дополнительный резервный комплект аккумуляторных батарей может быть, в частности, заряжен на станционном посту и привезен в качестве замены севших аккумуляторных батарей линейного поста. Основной комплект аккумуляторных батарей и резервный комплект полностью идентичны друг другу и выполнены (каждый) в виде единого защищенного кейса, внутри которого размещаются аккумуляторные батареи с устройством заряда. При этом применяются аккумуляторные батареи с широким температурным диапазоном эксплуатации, позволяющие осуществлять их зарядку и эксплуатацию без размещения в грунте.
Фотоэлектрические модули, входящие в состав фотоэлектрической станции, являются двусторонними (бифациальными); электроэнергия в таких модулях вырабатывается с двух сторон, что позволяет увеличить мощность генерируемой энергии, а также КПД по сравнению с односторонними фотоэлектрическими модулями.
Транспортировочные кейсы для мачты и фотоэлектрических модулей с внешней стороны покрыты светоотражающим материалом и размещаются под рамной конструкцией с фотоэлектрическими модулями, что в свою очередь обеспечивает повышение выработки электроэнергии по сравнению с отражением света от поверхности грунта за счет наличия рабочей обратной стороны модулей. Функциональное применение пустых кейсов исключает необходимость их возврата на места временного хранения после монтажа линейного поста.
Станционный пост имеет в своем составе ноутбук с предустановленным программным обеспечением для управления линейным постом и комплектом коммутационного и радиоканальнального оборудования (например, SecurOS (ISS), ГИС Радиобарьер (ООО «Полюс-СТ»), Yandex Browser (Yandex) или другое, поддерживающие протокол управления Onvif и Web интерфейс). В предпочтительном варианте осуществления изобретения корпус ноутбука обеспечивает защиту от попадания пыли и влаги, что позволяет использовать предлагаемое изобретение с достижением указанного технического результата даже при установке ноутбука в дежурном помещении, организованном на базе временного полевого сооружения (палатки, землянки и т.п.).
Для использования беспроводного канала передачи данных комплект радиоканального и коммутационного оборудования может быть размещен на существующих на объекте размещения станционного поста мачтовых или башенных конструкциях (мачта телескопическая ТО Э4.115.006, опора антенная "Башня-2" и другие), крыше здания или сооружений и имеет в своем составе универсальные крепления для различных типов мачт (кронштейн телескопический для мачты оцинкованный КТМ 30-50, кронштейн "Полоса" 200 мм или др.). Полученные данные от комплекта радиоканального и коммутационного оборудования передаются на ноутбук по коммутационному кабелю (кабелю снижения), длина кабеля не более 100 м.
На защищенный ноутбук предустанавливается программное обеспечение, реализующее необходимые базовые функции для управления двухспектральной оптико-электронной системой наблюдения и для контроля работоспособности составных частей линейного поста (аккумуляторных батарей, сейсмического средства обнаружения, радиоканального и коммутационного оборудования). Помимо базовых функций программное обеспечение отображает информацию о тревожных событиях сейсмического средства обнаружения с указанием направления движения нарушителя и может генерировать сигнал, передаваемый на линейный пост, для автоматической наводки двухспектральной оптико-электронной системы (опорно-поворотного устройства) в нужном направлении, отображает видеоинформацию в режиме реального времени от тепловизора и видеокамеры (с возможностью управления объективами-трансфокаторами), а также имеет встроенную видеоаналитику с детектором движения и сопровождения, обнаруженных тепловых и контрастных целей. В случае использования волоконно-оптического канала передачи данных комплект радиоканального и коммутационного оборудования размещается в удобном месте и подключается тем же коммутационным кабелем к ноутбуку.
Дополнительно, для скрытности и демаскировки составные части линейного поста покрываются соответствующей местности и условиям эксплуатации цветовой раскраской (оттенков цвета Хаки).
Благодаря использованию антенны с узкой диаграммой направленности и алгоритмам шифрования данных радиоканала из состава комплектов радиоканального и коммутационного оборудования линейного и станционного постов, снижен риск перехвата данных и внешнего воздействия на оборудование.
Предлагаемый автономный пост оптико-электронного наблюдения может применятся как самостоятельно, для охраны границ отдельных объектов (аэропортов, трубопроводов, мест временной дислокации), так и в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы.
Все составные части автономного поста оптико-электронного наблюдения доставляются в защищенных и запираемых на замок герметичных контейнерах (кейсах), предпочтительно оснащенных ручками для удобства переноски и разгрузки. Контейнеры (кейсы) выполнены предпочтительно из пластика. Аккумуляторные батареи являются не извлекаемыми из транспортировочных кейсов.
Все оборудование автономного поста оптико-электронного наблюдения предварительно проходит заводскую настройку основных параметров и преднастроек, что позволяет начать процесс эксплуатации непосредственно после проведения монтажа и минимизировать процесс пуско-наладки.
Краткое описание чертежей
Сущность предлагаемого технического решения поясняется иллюстрациями:
фиг. 1 - структурная схема автономного мобильного поста оптико-электронного наблюдения;
фиг. 2 - общий вид линейного мобильного поста;
фиг. 3 - внешний вид винтовой сваи;
фиг. 4 - внешний вид защищенного пластикового кейса;
фиг. 5 - внешний вид защищенного ноутбука станционного поста.
фиг. 6 - блок-схема работы оптико-электронной системы наблюдения.
На материалах чертежей фиг. 1-5 использованы следующие условные обозначения основных модулей и узлов предлагаемого автономного мобильного поста оптико-электронного наблюдения:
1 - линейный мобильный пост;
2 - станционный (стационарный) пост;
3 - двухспектральная оптико-электронная система наблюдения;
4 - фотоэлектрическая станция;
5 - сейсмическое средство обнаружения;
6 - комплект радиоканального и коммутационного оборудования линейного поста;
7 - тепловизор высокого разрешения с объективом-трансфокатором;
8 - видеокамера высокого разрешения с объективом-трансфокатором;
9 - опорно-поворотное устройство;
10 - фотоэлектрические модули;
11 - основной комплект аккумуляторных батарей с устройством заряда;
12 - резервный комплект аккумуляторных батарей с устройством заряда;
13 - комплект радиоканального и коммутационного оборудования станционного поста;
14 - защищенный ноутбук с программным обеспечением;
15 - мачта телескопическая;
16 - винтовая свая для основания мачты;
17 - винтовая свая основания для фотоэлектрических модулей;
18 - защищенный пластиковый контейнер (кейс) со светоотражающим покрытием;
19 - антивандальный стальной трос.
Осуществление изобретения
Автономный мобильный пост оптико-электронного наблюдения состоит из, по меньшей мере, одного линейного поста 1 и станционного (стационарного) поста 2.
Станционный пост 2 содержит компьютер, в частности, ноутбук 14, с программным обеспечением для управления линейным постом и комплект 13 радиоканального и коммутационного оборудования станционного поста, используемого для связи с комплектом 6 радиоканального и коммутационного оборудования линейного поста 1. Каналы связи радиоканального и коммутационного оборудования комплекта 6 линейного поста и комплекта 13 станционного поста обеспечивают прием и передачу данных автономного мобильного поста оптико-электронного наблюдения посредством беспроводной или волоконно-оптической связи.
Комплекты 6 и 13 радиоканального и коммутационного оборудования могут иметь в своем составе как коммутатор сетевой с оптическим выводом, так и беспроводной радиопередатчик. При работе по радиоканалу к оптическому выводу передатчика подключение отсутствует, а при работе по волоконно-оптической линии связи беспроводной радиопередатчик не устанавливается или устанавливается, но не подключается, причем подключение может производиться, например, для создания резервного канала связи, если будет повреждена волоконно-оптическая линия.
Линейный мобильный пост 1 оснащен фотоэлектрической станцией 4, в состав которой входит основной комплект 11 аккумуляторных батарей с устройством заряда и резервный комплект 12 аккумуляторных батарей, также имеющий устройство заряда. Заряд комплекта 11 аккумуляторных батарей осуществляется от фотоэлектрических модулей 10, входящих в состав фотоэлектрической станции 4, при этом используются двусторонние (бифациальные) модули, что обеспечивает выработку электроэнергии не только от падающего солнечного света, но и от отраженного.
Двухспектральная оптико-электронная система наблюдения 3 содержит установленные на общем опорно-поворотном устройстве 9 две независимые системы -тепловизор 7 высокого разрешения с моторизованным объективом-трансфокатором и видеокамеру 8 высокого разрешения, также оснащенную моторизованным объективом-трансфокатором. Для установки двухспектральной оптико-электронной системы наблюдения используется, например, энергоэффективное, (малопотребляющее) опорно-поворотное устройство с углом поворота по горизонтали без ограничения 360° и по вертикали от -90° до +45°, например, «Опорно-поворотное устройство PTR-404HM», производимое ООО «БИК-Информ».
Дополнительно линейный мобильный пост снабжен сейсмическим средством 5 обнаружения, имеющим круговую зону обнаружения. Диаметр упомянутой круговой зоны составляет 20 м и более. Поскольку при использовании сейсмического средства 5 обнаружения в круговой зоне обнаружения отсутствуют мертвые зоны (зоны невидимости), это позволяет обнаруживать потенциального нарушителя и направление его движения на подступах к месту установки линейного мобильного поста 1. Например, может использоваться сейсмическое средство обнаружения «Радиосигнализатор направления РС-Н» (ООО «Полюс-СТ»), которое имеет круговую зону обнаружения, диаметр которой составляет до 100 м без наличия мертвых зон (зон невидимости), что позволяет обнаруживать потенциального нарушителя, определять направление его движения на подступах к месту установки линейного поста и выдавать сигнал для автоматического наведения двухспектральной оптико-электронной системы наблюдения по указанному сектору.
Опорно-поворотное устройство 9, тепловизор 7 и видеокамера 8 соединены по каналам связи комплектов радиоканального и коммутационного оборудования 6 и 13 с ноутбуком 14, в котором установлено программное обеспечение, обрабатывающее данные, получаемые от сейсмического средства, тепловизора 7 и видеокамеры 8, а также управляющее работой опорно-поворотного устройства 9, работой тепловизора 7 и его моторизованного объектива-трансфокатора, а также работой видеокамеры 8 и ее моторизованного объектива-трансфокатора.
Таким образом, в качестве системы собственной безопасности линейного поста использовано сейсмическое средство 5 обнаружения, связанное через комплект радиоканального и коммутационного оборудования линейного поста 1 и комплект 13 радиоканального и коммутационного оборудования станционного поста 2 с ноутбуком, программное обеспечение которого обрабатывает сигнал, полученный от сейсмического средства 5 и выдает в качестве результата наличие предполагаемого нарушителя и указание направления движения нарушителя, а также передает сигнал на опорно-поворотное устройство 9 для поворота его в сторону объекта, приближающегося к линейному мобильному посту.
Линейный мобильный пост 1 размещается на охраняемом участке в зоне прямой радиоканальной видимости станционного поста 2 в случае выбора организации связи по радиоканалу. В случае выбора организации связи по волоконно-оптической линии прямая радиоканальная видимость не требуется, а расстояние между линейными и станционным постом ограничивается тактической необходимостью и длиной волоконно-оптической линии связи.
Станционный пост 2 размещается на охраняемой территории объекта дежурных службы или временных полевых сооружениях. Комплект радиоканального и коммутационного оборудования 13 станционного размещается на существующих на объекте мачтовых или башенных конструкциях, крепиться к которым может с помощью универсальных креплений для различных типов мачт.Защищенный ноутбук 14 с программным обеспечением подключается по кабелю снижения к комплекту радиоканального и коммутационного оборудования и размещается внутри помещений или временных строений, в том числе неотапливаемых.
Все составные части доставляются на объект эксплуатации (с помощью транспортного средства, вручную, на вьючном или гужевом транспорте) в отдельных транспортных пластиковых защищенных контейнерах (кейсах) 18 (фиг. 4).
Мачта телескопическая 15, которая может быть высотой 3, 5 или 7 метров в рабочем положении, устанавливается на винтовые многоразовые сваи саморезного типа 16 (фиг. 3), которые ручным или механическим способом предварительно монтируются в грунт.На мачте телескопической размещаются двухспектральная оптико-электронная система 3 и комплект радиоканального и коммутационного оборудования 6 линейного поста.
В непосредственной близости от мачты телескопической 15 устанавливается фотоэлектрическая станция 4. Основной комплект аккумуляторных батарей с устройством заряда 11 из состава фотоэлектрической станции устанавливается в транспортировочном кейсе на грунт.Фотоэлектрические модули 10 собираются в рамные конструкции и крепятся на винтовые многоразовые сваи саморезного типа 16, предварительно смонтированные в грунт.Фотоэлектрические модули монтируются по направлению движения солнца (в зависимости от полушария на юг или север). Угол наклона фотоэлектрических модулей переменный, регулируется в зависимости от широты и времени года, может быть изменен в процессе эксплуатации.
Под рамной конструкцией фотоэлектрических модулей располагают пустые кейсы 18 от составных частей линейного поста (двухспектральной оптико-электронной системы, комплекта радиоканального и коммутационного оборудования, мачты телескопической, сейсмического средства обнаружения и комплекта монтажных частей).
Сейсмическое средство обнаружения 12 располагается на территории линейного поста путем установки в грунт, а при срабатывании передает данные направление движение (приближения) нарушителя на станционный пост 2, по которым автоматически в соответствующую сторону наводиться двухспектральная оптико-электронная система 3.
Для повышения ветровой устойчивости мачта телескопическая 15 и фотоэлектрические модули 10 дополнительно крепятся к грунту оттяжками, которые крепятся к якорям, устанавливаемым вручную в грунт.
После окончанию монтажных и пуско-наладочных работ линейного поста проводится соединение составных частей специальным антивандальным тросом 19 с замком, который пропускается через ручки кейсов и петлевые крепления мачте и фотоэлектрической станции линейного поста, тем самым исключающий возможность беспрепятственно демонтировать или украсть оборудование с места установки.
Собранный и смонтированный линейный пост 1 выполняет работу в автономном круглосуточном режиме, обеспечивая собственное электропитание фотоэлектрической станцией 4, заряд комплекта аккумуляторных батарей 11 которой происходит в светлое время суток. Резервный комплект аккумуляторных батарей 12 может храниться на территории линейного поста 1 или станционного поста 2 в заряженном виде до 6 месяцев, подзарядка комплекта происходит от фотоэлектрических модулей 10 или внешней сети промышленного электропитания.
На станционном посту 2 оператор защищенного ноутбука 14 (фиг. 5) контролирует территорию и подступы объекта охраны путем наведения двухспектральной оптико-электронной системы наблюдения 3 на участки местности по заранее выбранным предустановкам или вручную. На экране ноутбука непосредственно отображается тепловизионное и видео изображение, информация об угле наклона опорно-поворотного устройства 9, состояние сейсмического средства обнаружения 5, уровень заряда аккумуляторных батарей И. При необходимости оператор может включить режим автоматического наведения двухспектральной системы на тревожный участок по сигналу от внешних систем (комплексов), активировать режим видеоаналитики и детектора движения для автоматического обнаружения и сопровождения движущихся тепловых или контрастных целей. Во всех режимах работы тревожная, видеоинформация и служебная информация сохраняется в автоматическом режиме на ноутбуке.
Специальное программное обеспечение АРМ оператора реализует следующий базовый алгоритм работы (фиг. 6), при котором исходная информация в виде команд управления двухспектальной оптико-электронной системы 3 формируется оператором АРМ вручную, сейсмическим средством обнаружения 5 или внешней системой (комплексом) в автоматическом режиме. В зависимости от поступивших команд управления и их источника, алгоритм программы определяет какое действие должна выполнить двухспектральная оптико-электронная система 3, например повернуть опорно-поворотное устройство 9 на 30° влево и установить трансфокатор тепловизора 7 и трансфокатор видеокамеры 8 в крайнее дальнее положение. По завершении выполнения алгоритма программы оператор АРМ получает изображение с интересующего участка наблюдения и информацию о текущем положении системы (углы поворота/наклона, углы полей зрения тепловизора и видеокамеры).
В случае изменения оперативной обстановки или по необходимости линейный пост 1 и станционный пост 2 могут быть оперативно демонтированы и перевезены на другой объект охраны и развернуты аналогичным образом.
Изобретение относится к мобильным техническим средствам охраны открытых участков местности, удаленных от станционных частей на значительное расстояние. Технический результат заключается в уменьшении количества составных частей, упрощении процесса монтажа и пусконаладки оборудования, увеличении времени автономной работы, повышении качества получаемого изображения от оптико-электронной системы, повышении сигнализационной надежности, повышении ветровой устойчивости. Предложен автономный мобильный пост оптико-электронного наблюдения, который состоит из линейного мобильного поста и станционного поста. Линейный мобильный пост состоит из двухспектральной оптико-электронной системы наблюдения с одним тепловизором высокого разрешения с моторизированным объективом-трансфокатором, одной видеокамерой высокого разрешения с моторизированным объективом-трансфокатором и одним опорно-поворотным устройством, быстроустанавливаемой телескопической мачты с винтовыми многоразовыми сваями саморезного типа в основании, фотоэлектрической станции с двухсторонними солнечными батареями, основным и резервным комплектом быстрозаряжаемых аккумуляторных батарей, сейсмического средства обнаружения с возможностью указания направления движения нарушителя, антивандального троса с замком для петлевого крепления через ручки кейсов и составные части линейного поста; комплекта радиоканального и коммутационного оборудования, комплекта многоразовых защищенных кейсов со светоотражающим покрытием по внешней стороне крышек. Станционный пост включает в свой состав защищенный ноутбук с предустановленным программным обеспечением для управления линейным постом и комплектом коммутационного и радиоканальнального оборудования. Технический результат - упрощение конструкции устройства и процесса монтажа, повышение сигнализационной надежности устройства. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Автономный мобильный пост оптико-электронного наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, состоящий из линейного мобильного поста и станционного поста, при этом линейный мобильный пост содержит:
- оптико-электронную систему наблюдения с двумя независимыми системами наблюдения: тепловизором и видеокамерой, которые зафиксированы на общем опорно-поворотном устройстве, размещенном на телескопической мачте, закрепленной на грунте,
- систему автономного энергоснабжения в виде фотоэлектрической станции, состоящей из фотоэлектрических модулей, собранных в рамную конструкцию, закрепленную в грунте, аккумуляторных батарей с устройством заряда, выполненных с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов,
- модуль системы собственной безопасности линейного мобильного поста,
- комплект приема и передачи данных линейного мобильного поста, предназначенный для связи со станционным постом,
- комплект транспортировочных кейсов для транспортировки телескопической мачты, фотоэлектрических модулей, аккумуляторных батарей с устройством заряда, при этом станционный пост содержит комплект приема и передачи данных станционного поста, предназначенный для связи с линейным мобильным постом, а также компьютер с предустановленным программным обеспечением для получения станционным постом через комплект приема и передачи данных и управления опорно-поворотным устройством, оптико-электронной системой наблюдения, модулем системы собственной безопасности линейного мобильного поста,
отличающийся тем, что
модуль системы собственной безопасности выполнен в виде сейсмического средства обнаружения, имеющего возможность определения направления движения предполагаемого нарушителя и связанного с компьютером через комплект приема и передачи данных линейного мобильного поста и комплект приема и передачи данных станционного поста,
в упомянутом предустановленном программном обеспечении компьютера, находящегося на станционном посту, обрабатывающем данные, получаемые от сейсмического средства обнаружения, опорно-поворотного устройства, тепловизора и видеокамеры, предусмотрена возможность выработки сигналов управления работой опорно-поворотного устройства, работой тепловизора, а также работой видеокамеры;
крепление к грунту упомянутой телескопической мачты с растяжками и упомянутой рамной конструкции с фотоэлектрическими модулями осуществлено посредством винтовых свай саморезного типа.
2. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что комплект приема и передачи данных линейного мобильного поста и комплект приема и передачи данных станционного поста выполнены в виде системы связи по радиоканалу или в виде системы связи по волоконно-оптической линии.
3. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что компьютер представляет собой ноутбук, корпус которого защищен от попадания пыли и влаги.
4. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что система автономного энергоснабжения линейного мобильного поста снабжена резервным комплектом аккумуляторных батарей, имеющим устройство заряда и выполненным с возможностью функционирования без извлечения из собственных транспортировочных кейсов.
5. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фотоэлектрических модулей, входящих в состав фотоэлектрической станции и предназначенных для заряда комплекта аккумуляторных батарей, использованы двусторонние фотоэлектрические модули.
6. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что в оптико-электронной системе наблюдения тепловизор оснащен моторизованным объективом-трансфокатором, видеокамера также оснащена моторизованным объективом-трансфокатором, при этом работой моторизованного объектива-трансфокатора видеокамеры и работой моторизованного объектива-трансфокатора тепловизора управляет упомянутое предустановленное программное обеспечение компьютера, находящегося на станционном посту.
7. Автономный мобильный пост по п. 1 или 5, отличающийся тем, что транспортировочные кейсы, используемые для транспортировки телескопической мачты и фотоэлектрических модулей, покрыты с внешней стороны светоотражающим материалом и размещены непосредственно под упомянутой рамной конструкцией с фотоэлектрическими модулями.
8. Автономный мобильный пост по п. 1, отличающийся тем, что линейный мобильный пост снабжен антивандальным стальным тросом, соединяющим транспортировочные кейсы, в том числе транспортировочные кейсы с аккумуляторными батареями, сейсмическое средство обнаружения и опору телескопической мачты.
