6. Вибрационные системы с сенсорными кабелями.

Принцип действия таких систем основан на регистрации механических вибраций или пере­мещений ограды. Чувствительный элемент - сенсорный кабель, преобразующий механические вибрации в электрический сигнал.

Так, например, электромагнитный микрофонный сенсорный кабель содержит два непод­вижных и два подвижных проводника, расположенных в зазорах гибкого полимерного магнита. Сердечник кабеля покрыт изолирующим слоем майлара и экраном из алюминиевой фольги, к которому подключен провод заземления.

Также есть сенсорные кабели для массивных оград. Он содержит только два проводника, ко­торые помещены в полиэтиленовые трубки с силиконовой смазкой, обеспечивающие повыше­ние подвижности проводников. Для минимизации внешних наводок активные проводники сформированы в виде витой пары. Центральный многожильный провод играет роль упрочняю­щего элемента и ограничивает термические деформации сенсорного кабеля. Некоторые анали­заторы имеют выходы звукового канала, что позволяет оператору прослушивать обстановку в каждой зоне. Кабель находится в защитной оболочке из жесткого полиэтилена, которая устой­чива к ультрофиолетовым лучам, к пыли и влаге.

Кабель крепят:

а) для защиты деревянных оград и оград из сетки - непосредственно на ограде;

б) для защиты бетонных, кирпичных оград - на декоративном козырьке.

Система состоит из сенсорного кабеля, анализатора и концевой коробки. Сенсорный кабель крепится к ограде и регистрирует ее вибрации при попытке вторжения. Анализатор обрабатыва­ет сигналы сенсора и выдает сигнал тревоги на контрольную панель. Анализатор можно запрог­раммировать так, чтобы он срабатывал на заданное количество ударов (например, на 4 удара в те­чение 30 секунд) либо на перепиливание забора.

Вибрационные системы с сенсорными кабелями позволяют защитить не только ограждения, но и стены, крышу ангаров, складов, которые, как правило, выполнены из относительно хруп­ких материалов. Иногда же без сенсорного кабеля просто нельзя обойтись: например, на складе, где стены закрыты коробками, что мешает наблюдению охранника или делает его невозможным.

Принцип действия таких систем основан на регистрации механических вибраций или пере­мещений ограды, возникающих при попытках нарушителя разрушить или преодолеть периметр. Чувствительным элементом таких систем обычно является сенсорный кабель, преобразующий механические вибрации в электрический сигнал. Кабель крепят либо непосредственно к ограде, либо к специальному легкому металлическому козырьку над ней. Сигналы кабеля обрабатыва­ются анализатором, который в соответствии с заданным алгоритмом выдает сигнал тревоги.

Система Арал предназначена для установки на сварных металлических сетках. В качестве чувствительного элемента используется 10-парный телефонный кабель типа ТПП 10x2x0,35, ко­торый на ограде высотой около 2-х метров рекомендуется монтировать в два прохода. На сетчатых козырьках, устанавливаемых по торцу бетонных или кирпичных оград, сенсорный кабель монти­руют обычно в один проход. Кабель подключается к электронному блоку системы (анализатору), который обрабатывает сигналы сенсора и выдает сигнал тревоги, если нарушитель пытается пе­ререзать ограду или перелезть через нее. Длина зоны обнаружения в благоприятных условиях мо­жет достигать 500 м, однако рекомендуемая длина реальной зоны обычно не превышает 250-300 м. Электронный блок системы Арал имеет габариты 95x225x320 мм; он питается от источника постоянного тока с напряжением 10-30 В, номинальная потребляемая мощность - 0,5 Вт, диапа­зон рабочих температур от -50°С до +50°С. Система снабжена элементами грозозащиты.

Более совершенная система Дельфин-М по своим техническим характеристикам и тактике применения аналогична системе Арал, но отличается более современными схемными решения­ми. Дельфин-М также предназначен для защиты оград из сварных металлических сеток; реко­мендуемая длина одной зоны охраны составляет 250 м (до 500 м для прямых однородных участ­ков периметра). Система Дельфин-М обеспечивает возможность калибровки чувствительности под конкретную ограду и позволяет автоматически отстраиваться от индустриальных помех. Электронный блок Дельфин-М выполнен в пылевлагозащищенном корпусе с габаритами 90x220x330 мм; потребляемая мощность составляет 0,1 Вт при напряжении питания 20-30 В, ди­апазон рабочих температур от -50°С до +50°С.

В комплект поставки систем Арал и Дельфин-М, кроме чувствительного кабеля и электрон­ного блока входят также соединительные кабели, участковый шкаф для размещения одного или двух электронных блоков и набор принадлежностей для монтажа. В комплектную поставку, пре­дусматривающую установку козырька, входят также сама сетка, специальные стойки и элементы крепления сетки.

В большинстве зарубежных вибрационных периметральных систем используется специаль­ный коаксиальный кабель, работающий также на трибоэлектрическом эффекте. Такой кабель применен, например, в системе Intelli-Flex, выпускаемой американской компанией Senstar- Stellar. Трибоэлектрический коаксиальный кабель позволяет защищать ограды из сварной ре­шетки или проволочной сетки типа "рабица". Система регистрирует попытки перелезть через ог­раду, перекусить ее ячейки или приподнять сетку. Электронный блок системы Intelli-Flex анали­зирует количество импульсов в заданном временном окне (перерезание ограды), а также интег­ральную энергию сигнала при длительных воздействиях (перелезание). На стандартном для США и Европы ограждении из сетки высотой до 2,5 м кабель можно устанавливать в один про­ход; двухпроходная конфигурация рекомендуется для обеспечения большей надежности. В пос­леднем случае кабель крепится вдоль верхней и нижней кромок на расстояниях, равных одной трети высоты ограды. Максимальная длина защищаемой зоны может достигать 300 м (2x300 м при использовании двухзонного анализатора).

Для настройки системы Intelli-Flex используется специальный программатор, который подключается к электронному блоку и фиксирует сигналы, сопровождающие попытки реально­го преодоления периметра. Записанные программатором сигналы используются затем в качест­ве критериев обнаружения вторжения. Для каждой зоны охраны требуется индивидуальная наст­ройка анализатора на нескольких участках зоны. Предусмотрена возможность установки на каж­дом анализаторе специального погодного датчика для мониторинга текущих погодных условий и адаптации алгоритма обработки сигналов.

Двухзонный электронный блок обработки (анализатор) системы Intelli-Flex имеет размеры 260x210x108 мм. Питание осуществляется от источника напряжением 11-24 В; потребляемый ток - 70 мА. Диапазон рабочих температур - от -40°С до +70°С.

Английская компания Advanced Perimeter Systems (APS) выпускает систему Flexiguard, также использующую в качестве чувствительного элемента специальный коаксиальный трибоэлектри- ческий кабель. Для типовых периметров система выпускается в двух основных модификациях: FG2000 - для легких металлических оград (сетка типа "рабица" и сварная проволочная решетка) и FG2500 - для так называемых "палисадных" европейских оград, выполненных из штампован­ных стальных тонкостенных элементов.

Система FG5000 фирмы APS предназначена для охраны периметров взрывоопасных объек­тов - нефтехимических предприятий, газовых станций, складов взрывчатых веществ и т.п. Моди­фикация FG3000 используется для охраны стен и крыш зданий.

Сенсорный кабель Flexiguard крепится непосредственно к сетчатой ограде с помощью плас­тиковых стяжек, устанавливаемых через каждые 100 мм. Кабель отличается высокой гибкостью и прочностью, что упрощает процесс его монтажа. Сенсор подключается к анализатору FS200, оснащенному системой автоматического контроля окружающей среды. Эта система позволяет отстроиться от сигналов, вызванных климатическими воздействиями (дождь, ветер, град), и тем самым заметно снизить частоту ложных срабатываний. Максимальная длина зоны охраны сос­тавляет 300 м; для управления системой фирма APS выпускает специальные контрольные пане­ли FG10 и FG20 на 10 и 20 зон соответственно. Кроме визуального контроля сигналов тревоги эти панели позволяют прослушивать звуковые сигналы сенсора, помогающие идентифициро­вать тип вторжения.

На выставке систем безопасности MIPS-98 трибоэлектрический кабельный охранный комп­лекс был представлен турецкой компанией Регрго. Система PPS2 предназначена для охраны ог­рад из сеток, проволочных решеток и колючей проволоки. Она характерна тем, что реагирует только на растяжения ячеек ограды и нечувствительна к вибрациям. Сенсорный кабель монти­руется на сетке не вдоль прямой линии, а в виде зигзагов, что повышает эффективность регист­рации нарушителя, перелезающего через ограду. Кабель срабатывает при внешнем растягиваю­щей воздействии величиной от 5 до 200 кг. Для защиты ограды из сетки или колючей проволоки высотой 2,5 м требуется от 3-х до 5-ти проходов сенсора.

Стандартный сенсорный кабель системы PPS2 рассчитан на температурный диапазон от - 30°С до +70°С, а по заказу поставляется в специальной оболочке и работает при температурах до -40°С. Анализатор системы PPS2 обрабатывает сигналы от двух зон; максимальная длина каждой зоны - 400 м.

Трибоэлектрические коаксиальные кабели использует в качестве датчиков и итальянская компания GPS Standard. В проводном трибоэлектрическом периметральном извещателе типа WPS реализован принцип деформации натянутых проводников. Несколько лучей специально разработанного коаксиального кабеля со стальной центральной жилой натягиваются вдоль ли­нии периметра на расстоянии примерно 15 см друг от друга, образуя тем самым дополнительный физический барьер. При попытке преодолеть такой барьер нарушитель деформирует (растягива­ет) кабель, в котором появляется электрический сигнал. Сигнал после усиления обрабатывается микропроцессором, который выдает сигнал тревоги. В систему входит концентратор, контроли­рующий до 8 отрезков сенсорного кабеля, каждый из которых может иметь протяженность до 300 метров. Программное обеспечение позволяет, отслеживая сигналы кабеля, автоматически адап­тировать чувствительность системы к окружающим погодным условиям. Блок усилителя сигна­лов кабеля имеет размеры 80x80x60 мм и потребляет ток 1 мА при напряжении 12-28 В. Конце­нтратор с микропроцессором выполнен в виде блока размером 125x125x50 мм; напряжение пи­тания 12-28 В, ток 13 мА. Для наладки и обслуживания системы используется персональный компьютер со специальным программным обеспечением. Система работоспособна в диапазоне температур от -30°С до +60°С.

Фирма GPS Standard предлагает также систему CPS с коаксиальным микрофонным кабелем, который крепится к уже существующей ограде. Электронный блок непрерывно анализирует сиг­налы сенсорного кабеля и при превышении заданного порога активности выдает сигнал трево­ги. Микропроцессор системы обеспечивает адаптацию к погодным условиям и отстройку от по­мех (ветер, птицы и т.п.). К электронному блоку подключаются два отрезка кабеля длиной до 300 м; блок имеет релейные выходы сигналов "предтревога", "тревога" и "неисправность". Габариты электронного блока - 220x120x80 мм; он питается от источника с номинальным напряжением 12 В при токе до 100 мА. Для программирования и контроля работы системы используется персо­нальный компьютер, параллельно которому можно подключить обычную контрольную панель тревоги. Диапазон рабочих температур системы CPS - от -30°С до +70°С.

Интересен принцип, положенный в основу работы периметральной системы Дрозд. Роль сенсорного кабеля выполняет обычный полевой провод П-274, который, перемещаясь в магнит­ном поле земли, генерирует электрический сигнал. Сигналы сенсора обрабатываются специаль­ным электронным блоком. Система выпускается в нескольких вариантах. На бетонных, кирпич­ных и деревянных оградах (вариант системы под названием Дрозд-01) чувствительный элемент монтируется в несколько лучей на кронштейнах, устанавливаемых по верхнему торцу ограды. При монтаже на сетчатых оградах (вариант Дрозд-02) сенсор закрепляют непосредственно на ог­раде; при этом система регистрирует как перерезание ограды, так и перелезание через нее. При использовании на колючей проволоке (вариант Дрозд-03) кабель крепят на опорах параллельно основной ограде; для перекрытия зоны высотой 2,4 м требуется 12-13 лучей чувствительного ка­беля. Варианты поставок отличаются комплектацией монтажных приспособлений. Максималь­ная протяженность участка периметра, защищаемого системой Дрозд, равна 500 м. Электрон­ный блок системы питается напряжением 10-30 В и потребляет мощность всего 0,12 Вт. Габари­ты электронного блока - 220x330x90 мм, диапазон рабочих температур от -50°С до +50°С.

Обнаруживающая способность и вероятность ложных срабатываний периметральных сис­тем определяется главным образом качеством чувствительного элемента (сенсорного кабеля или другого датчика).

Поэтому к наиболее совершенным виброчувствительным распределенным сенсорам можно отнести специально разработанные электромагнитные микрофонные кабели. При перемещении или вибрациях кабеля в его проводниках индуцируется напряжение подобно тому, как это про­исходит в обычных электромагнитных микрофонах. Для таких сенсоров характерна высокая вер­ность воспроизведения вибраций ограды и высокое отношение сигнал/шум, обусловленное низ- коомной природой самого датчика.

Примером электромагнитного микрофонного кабеля является сенсор GW400k серии Guardwire, разработанный и выпускаемый компанией Geoquip (Великобритания). Сенсорный кабель содержит два неподвижных и два подвижных проводника, расположенных в зазоре меж­ду двумя полосками полукруглого сечения, выполненными из гибкого магнитного полимера. Сердечник кабеля покрыт изолирующим слоем майлара и экраном из алюминиевой фольги, к которому подключен провод заземления. Снаружи сенсорный кабель защищен прочной полиэ­тиленовой оболочкой.

Сенсорный кабель Guardwire монтируется непосредственно на ограде и воспринимает виб­рации, создаваемые нарушителем. Подвижные проводники при этом перемещаются в зазорах полимерных магнитов и в них наводится электрическое напряжение, которое регистрируется и обрабатывается анализатором.

Анализаторы системы Guardwire обеспечивают двухканальную обработку сигналов, необхо­димую для регистрации двух основных типов вторжения: перелезания через ограду (продолжи- тельное воздействие) или разрушения ограды (ударное воздействие). Чувствительность системы устанавливается независимо по каждому каналу. Сменные фильтры позволяют подавлять поме­хи (например, от ветра или дождя) и оптимизировать отклик системы для заданного типа огра­ды. В канале регистрации ударных воздействий ("перерезания ограды") задается длительность "временного окна" и определенное количество "событий", после которых анализатор включает сигнал тревоги. Габариты анализатора - 160x260x90 мм, напряжение питания - 12 В, потребляе­мый ток - 100 мА, диапазон рабочих температур сенсора и анализатора от -50°С до +70°С. Мак­симальная длина зоны охраны - 400 м.

Аппаратура серии Guardwire предназначена для защиты периметральных оград из металли­ческой сетки, тонкой сварной решетки, колючей проволоки или сравнительно легких оград из дерева. Для более массивных оград (тяжелых сварных или кованых решеток и т.п.) компания Geoquip выпускает систему Defensor с усовершенствованным сенсорным кабелем типа GDAL- РНА. Этот кабель содержит только два проводника, которые помещены в полиэтиленовые труб­ки с силиконовой смазкой, обеспечивающие повышение подвижности проводников и, соответ­ственно, уровня сигнала. Для минимизации внешних наводок активные проводники сформиро­ваны в виде витой пары. Центральный многожильный провод выполняет роль упрочняющего элемента и ограничивает термические деформации сенсорного кабеля.

Анализатор системы Defensor по своим техническим и эксплуатационным характеристикам близок к системе Guardwire. Он имеет размеры 140x220x75 мм; напряжение питания 10-24 В, потребляемый ток - 60 мА. Система работоспособна при температурах от -50°С до +70°С.

Оба анализатора имеют стандартные релейные выходы, конфигурируемые как нормально замкнутые или нормально разомкнутые. Кроме реле тревоги, анализатор содержит реле отказа, сигнализирующее о повреждении кабеля, вскрытии блоков системы или отключении питания в зоне. Анализаторы Guardwire и Defensor также имеют выходы звукового канала, что позволяет опе­ратору прослушивать обстановку в каждой зоне и идентифицировать сигнал вторжения на слух.

Обе системы - Guardwire и Defensor - отличаются тем, что не нуждаются в адаптации к погод­ным условиям или сезонной подстройке параметров. Обе системы также не требуют программато­ра или компьютера со специальным программным обеспечением при настройке и эксплуатации.