CC BY
59
ФЕдяЕв1 леонид Сергеевич
о комбинировании растровых устройств обнаружения и опознания в системах охраны объектов
В статье представлен материал по защищенным, патентами трем, комбинированным, системам, охраны, протяженных объектов, использующим, частотные диапазоны: магнитометрический и сейсмический; вибрационный и радиолучевой; вибрационный и емкостной принцип.
Ключевые слова: комбинирование средств охраны., периметр объекта, обнаружение-опознание, охранно-защитные технологии
In the article there is submitted information, about three patented integrated, security systems on the objects with, the extended, perimeter which include the following frequency range: magneto metric and seismic; vibration and radio ray; vibration and. capacitive. Keywords: security systems integration, object perimeter, detection-identification, security and. defense technologies.
Совершенствование и внедрение новых видов вооружения и военной техники, а также форм и способов вооруженной борьбы требуют совершенствования всех систем обеспечения Вооруженных Сил [1].
Одно из приоритетных направлений совершенствования — экономические формы тылового хозяйствования с участием (и дальнейшим расширением) гражданского сектора: продовольственные склады и базы, склады и средства заправки горючесмазочных материалов и ракетного топлива, имущественно-вещевые склады — после производства до сдачи в воинские подразделения составляющие элементы складского содержания требуют надежного хранения как с точки зрения создания атмосферно-температурных условий, так и сохранности по причине вероятного
воровства и саботажа (склады, базы, автозаправки и др.) [1, 2].
Требуются разработка, исследование и внедрение новых элементов, приборов и систем охранно-защитной направленности, исследование вариантов совместной работы новых приборов с известными ранее [3].
В работах известных специалистов по охранно-защитным технологиям С.С. Звежинского, В.А. Иванова, Е.В. Куренного, Р.Г. Магауенова, А.В. Петракова [3 — 6] и др. обращено внимание на перспективность комбинирования средств обнаружения и развития комбинированной обнаружительной техники и технологий, причем действенно и целесообразно в конкретных случаях комбинирование принципов обнаружения событий во времени, пространстве, по электромагнитному и механическому частотным спектрам.
Научные и технические приборы, устройства и системы работают во всех частотных диапазонах в радиовещании, телевидении, цифровой и аналоговой электросвязи, энергетике, компьютерной и офисной технике, в быту, во многих военных применениях, в медицине — от долей герца до 1022 Гц (диапазон Х-лучей). Обнаружить событие можно, используя любой частотный диапазон, а опознать событие лучше всего зрительно, т.е. в видимом диапазоне электромагнитного спектра человек получает свыше двух третей объема информации, в том числе с помощью растрового представления событий (самый простой пример
— телевидение). Если причислить сюда также инфракрасный и рентгеновский диапазоны спектра, то объем видимой человеку информации возрастет до 85 — 90% при использовании инфра-
' — ОАО «НПК «Дедал», первый заместитель директора.
красных (ИК) и рентгенопреобразова-телей.
Совмещение сигналов, полученных в различных диапазонах электромагнитных волн, а также применение различных видеоприемников, т.е. растровых видеоприемников, позволяет значительно улучшить вероятность опознания. Основному принципу «видео
— это все» человечество научилось у природы: змеи, кошки, летучие мыши, хамелеоны, пауки-скакуны и др. [6]. Их возможности используются в современных опознающих (в том числе разведывательных и охранных) автоматических и автоматизированных системах.
Существуют различные комбинированные системы, некоторые — в виде единственных выставочных образцов: радиолокационная + оптическая (видимый диапазон); радиолокационная + тепловизионная; тепловизионная + телевизионная (видимый диапазон); сейсмомагнитометрическая + вибрационная; радиолучевая + вибрационная; измерительные системы пространственных координат.
Решающим субъектом обнаружения события может быть как автомат (техника), так и человек. Человеку приходится иметь дело с 80 — 90% долей визуализированной информации, из которой значительная часть предоставляется на плоскости и может считаться растрируемой.
Комбинирование растров — это комбинирование в пространстве и по частотному спектру — высокоточный процесс в целях автоматической выработки командного (управляющего) сигнала и улучшения визуализации важного события (обнаружения ожидаемого события).
К настоящему времени (2012 г.) резко развились растровые дискретные (твердотельные) обнаружители (ПЗС и КМОП), но полностью заменить трубочные (аналоговые) обнаружители они не могут хотя бы по двум причинам: они не работают в широких диапазонах частотного спектра и очень плохо работают в условиях повышенной радиации [7].
Растровые аналоговые (трубочные) преобразователи — кремниконы (ЯЮ2), плюмбиконы (РЬО), кадмиконы (CdSe) — активно востребованы военной и специальной техникой [8, 9].
Поэтому комбинирование растровых дискретных (твердотельных) преобразователей-обнаружителей позволяет визуализировать интересующие события во всех диапазонах частотного спектра, т.е. оно необходимо. Перспективно же оно потому, что природные и промышленные процессы имеют аналоговые свойства (характеристики), измерительными приборами превращаемые в цифровой (дискретный) вид. Можно считать, что комбинирование (совмещение) визуализирующих растров ПЗС (КМОП) с трубочными растрами и необходимо, и перспективно, причем управлять следует параметрами трубочного растра. Для совмещения прямоугольного трубочного растра с твердотельным в развертке дюймового (и меньше) трубочного растра достаточно вводить составляющие третьего-четвертого порядков (рассов-мещение на всей площади прямоугольного растра меньше 3 мкм) [10]. Современные ПЗС- и КМОП-сенсоры широко известных фирм Кс^ак, Sony, Б2У, Ьишепега, ТоБЫЬа имеют размеры пикселей от 7,4x7,4 мкм до 14*14 мкм для полудюймовых вариантов промышленных и охранных телекамер [11]. При температурных изменениях допустимых (назначенных) границ сдвиг пикселей в светочувствительной плоскости не более 0,1 от размеров пикселя.
Автор десяток с лишним лет участвует в разработке обнаружительно-опоз-навательных датчиков (систем, в том числе и растровых), отдавая значительную часть своих творческих усилий и времени [2, 12] созданию и исследованию предельных и практически затребованных свойств (качеств) комбинированных охранно-защитных систем в видимом диапазоне, а также в других частотных диапазонах, преобразуемых затем и сразу в видимый диапазон-изображение.
Системное обеспечение безопасности функционирования предприятия (военного или гражданского объекта) подразумевает обеспечение безопасности от физического проникновения посторонних лиц на территорию и в помещения объекта, защиту от диверсионно-террористических средств и групп, организацию системы контроля доступа и правильное реагирование. Устройства технической защиты представляют собой значительный набор
средств, систем и методов охраны (обнаружения и опознания посторонних и вновь появившихся — человек, техника, животное и т.д.): системы охранной сигнализации, контроля доступа, телевизионного наблюдения, обнаружения оружия, взрывчатых веществ, радиоактивных материалов, проверки почтовой корреспонденции и пр. Все эти устройства обнаружения и опознания работают в том или ином частотном диапазоне энергетического спектра в большинстве случаев с выводом информации в диапазон человеческого зрения.
Варианты исследований и применения современных средств телевизионного наблюдения для охраны государственной границы (а это означает и самого ближнего к границе тыла) были представлены неоднократно [2, 6, 10, 12 — 14], обсуждены на специализированных конференциях и одобрены как вид новых комбинированных средств обнаружения событий (новых возникающих ситуаций, процессов, появления нарушителей).
В разработке средств обнаружения сегодня используют все физические принципы обнаружения, и комбинирование их является основным подходом к повышению тактико-технических характеристик разрабатываемых охранно-защитных изделий и комплексов [2, 4, 6, 10].
Основная цель комбинирования средств обнаружения (два и более)
— закрытие всех вероятных путей перемещения, передвижения, преодоления, т.е. повышение вероятности обнаружения нарушителя при условии совместной работы комбинируемых средств обнаружения без создания помех друг другу [2, 15].
Может быть, несколько менее важная цель комбинирования средств обнаружения — уменьшение количества ложных срабатываний в единицу времени, т.е. увеличение среднего периода наработки на ложное срабатывание (из-за внутренних помех средства обнаружения и из-за внешних событий, как-то: движущийся транспорт, животные, погодные условия и т.д.). Комбинирование средств обнаружения может быть осуществлено вариан-тно по сигналам аналоговым со входов пороговых устройств, двухградационным логическим сигналам тревог с
выходов пороговых устройств, двух-или многоградационным многоэлементным сигналам обнаружения-опознания. Последний вариант комбинирования используется в растровых системах средств обнаружения-опознания.
В качестве яркого примера комбинированной разведывательной обнаружительно-опознающей системы следует упомянуть систему MASINT (Measurement And Signature Intelligence), являющуюся наиболее
информативным направлением военной и технической разведки США [9], так как она представляет собой одновременно и комплекс сбора разведывательной информации (измерительно-сигнатурная разведка). Этот разведывательный комплекс, во-первых, измеряет геометрические размеры и соотношения статических, динамических и других физических характеристик разведываемых объектов (стационарных и подвижных)
и, во-вторых, регистрирует сигнатуры характерных физических полей, создаваемых этими объектами (электромагнитных, магнитных, радиационных, акустических, сейсмических и других) с воспроизведением и совмещением элементов изображений объектов полей, что значительно успешнее, видимо, делается на совмещенных растрах [2, 6, 10].
Автор участвовал в разработках таких комбинированных систем [16, 17]
Литература
1. Федяев Л.С. Комбинирование средств охраны протяженных объектов (рубужей)./ Под редакцией д.т.н., профессора А.В. Петракова. — М.: РадиоСофт, 2011.
2. Федяев Л.С. О комбинировании визуализирующих растровых устройств обнаружения в широком, диапазоне частотного спектра. / Материалы. IVВсероссийской научной конференции «Территориально распределенные системы, охраны» (март 2011 г.). — Калининград: РИО Калининградского пограничного института ФСБ России, 2011. — С. 20 — 22.
3. Звежинский С.С., Иванов В.А. Средства обнаружения, и системы, охранной сигнализации: Учебное пособие для. вузов. / Под редакцией проф., д. т.. н. А.В. Петракова. — М.: МТУСИ; Калининград: РИО Калининградского пограничного института ФСБ России, 2008.
4. Куренной Е.В., Федяев Л.С., Федяев С.Л. Комбинирование принципов обнаружения. Труды. Международной конференции ««Телекоммуникационные и вычислительные системы» МФИ-2010. — М.: ООО ««Инсвязьиздат», 2010. — С. 232.
5. Магауенов Р.Г. Системы, охранной сигнализации: основы, теории и принципы, построения./ Учебное пособие (2-е издание, переработанное и дополненное). — М.: Горячая линия. — Телеком, 2004 — 2008.
6. Петраков А.В., Федяев Л.С. О высокоточном, совмещении растров в разноспектрозональных системах обнаружения и опознания./ Труды. Международной конференции «Современное телевидение», 2010. — С. 196 — 202.
7. Гурина А.А. Особенности работы, датчиков телевизионного сигнала в условиях повышенной радиации./ Труды. Международной конференции «Современное телевидение», 2010. — С. 213 — 216.
8. Оптико-электронные системы, и лазерная, техника. /Энциклопедия. XXI век. Оружие и технологии России. Том XI. — М.: Издательский дом. ««Оружие и технологии», 2005.
9. Меньшаков Ю.К. Теоретические основы, технических разведок. — М.: Издательство МГТУ им.. Н.Э. Баумана, 2008.
10. Кульбака С.С., Петраков А.В., Федяев Л.С. О высокоточном, совмещении растров при разноспектрозональной регистрации объекта (процесса). Труды. Международной конференции ««Телекоммуникационные и вычислительные системы» МФИ-2010. — М.: ООО «Инсвязьиздат», 2010. — С. 226 — 227.
11. Импортные и отечественные электронные компоненты.. Справочник «Нева-электроника», 2010.
12. Федяев Л.С. Варианты, применения, современных средств телевизионного наблюдения, для. охраны, государственной границы. Материалы шестой Всероссийской научно-технической конференции «Современные охранные технологии и средства комплексной безопасности объектов». — Пенза, 2006. — С. 114 — 116.
13. Федяев Л.С. Развитие современных средств телевизионного наблюдения, для. охраны, государственной границы./ Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции. — Калининград: РИО Калининградского пограничного института ФСБ России, 2007.
14. Федяев Л.С. Патент, на полезную модель №69277 от. 10.12.07 ««Интегральный периферийный контроллер для. магистральной системы, телевизионного наблюдения, и охранной сигнализации».
15. Барсук И.В., Петраков А.В., Федяев Л.С. Комплексирование и комбинирование территориально распределенных охранных систем.. / Научная, сессия НИЯУ МИФИ — 2012. В трех томах. Т. 2. Проблемы, фундаментальной науки. Стратегические информационные технологии. — М.: НИЯУ МИФИ, 2012. — С. 233.
16. Опытно-конструкторская, работа ««Разработка вибрационной системы, обнаружения». Шифр «Дробь». — ОАО ««НПК «Дедал».
17. Опытно-конструкторская, работа ««Разработка комбинированного теплосейсмического и оптико-электронного комплекса обнаружения, и контроля обстановки». Шифр ««Камуфляж». — ОАО ««НПК ««Дедал».
