Способ охранного мониторинга с применением пассивного оптико-электронного средства обнаружения

Авторы патента:

Борунов Александр Владимирович (RU)

Удот Сергей Александрович (RU)

G08B25/00 - Системы подачи сигналов тревоги с передачей на центральную станцию сигналов, определяющих местоположение пункта, в котором возникли условия, вызвавшие появление сигнала тревоги, например пожарные или полицейские телеграфные системы

G08B13/00 - Сигнализация о краже, взломе и т.п. (сигнализация о краже транспортных средств B60R 25/10; сигнализация о краже велосипедов B62H 5/00)

Владельцы патента RU 2647651:

"ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 2337" (RU)

Изобретение относится к способам охранного мониторинга и может быть использовано в случаях применения одного пассивного оптико-электронного средства обнаружения (СО) для сигнализационного контроля изгиба дороги. Технический результат заключается в получении возможности определения направления движения обнаруженного нарушителя с применением только одного СО. Способ заключается в контроле изгиба дороги одним СО, развернутым таким образом, чтобы его зона обнаружения (ЗО) пересекала дорогу на двух участках с обеих сторон от точки изгиба дороги, ближний к СО участок находился на расстоянии от 10 до 15 метров от средства, дальний к СО участок находился на расстоянии от СО, равном 60-80 процентам от максимальной длины зоны ЗО; переходе СО в режим тревоги дважды во время движения нарушителя через изгиб дороги; установке максимального значения времени накопления сигналов тревог исходя из минимально возможной скорости нарушителя и расстояния, проходимого им между участками пересечения ЗО с дорогой; запоминании СО обоих уровней полезных сигналов в течение всей длительности режимов тревоги; применении алгоритма определения направления движения нарушителя относительно СО: по значению отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, - больше единицы или меньше единицы; в передаче СО системе сбора и обработки информации сигналов об обнаружении нарушителя и направлении его движения: нарушитель движется в сторону СО или нарушитель движется в сторону от СО. 8 ил.

Как правило, маршрут движения нарушителя на местности проходит по имеющейся дорожной сети. Знание силами реагирования направления движения нарушителя имеет большое значение, так как позволяет сузить направление его поиска и тем самым повысить вероятность его обнаружения и задержания [1]. Поэтому сигнализационному прикрытию дорожной сети уделяется значительное внимание. Для этой задачи широко применяются пассивные оптико-электронного средства обнаружения с длиной зоны обнаружения (ЗО) 50-100 метров.

Известен способ охранного мониторинга, заключающийся в контроле дороги одним СО, в обеспечении регистрации системой сбора и обработки информации (ССОИ) сигналов тревог от СО при пересечении нарушителем его ЗО (фиг. 1) [2, 3].

Известен другой способ охранного мониторинга, заключающийся в контроле дороги двумя СО, в обеспечении регистрации ССОИ сигналов тревог от СО при пересечении нарушителем их ЗО, применении алгоритма определения направления движения обнаруженного нарушителя на основе анализа очередности поступления сигналов тревог от СО (фиг. 2) [2, 3].

Недостатком первого указанного способа охранного мониторинга является невозможность определения направления движения обнаруженного нарушителя.

Второй указанный способ охранного мониторинга имеет возможность определения направления движения нарушителя, однако для его реализации необходимо развертывание двух СО.

Целью изобретения является получение возможности определения направления движения обнаруженного нарушителя с применением только одного СО.

Как правило, дорога, проходящая по участку местности, не является абсолютно прямой, одним из наиболее часто встречаемых элементов дорожной сети является изгиб дороги (дугообразный поворот, искривление дороги - состоящие из двух смежных прямых участков дороги, соединенных круговой кривой). [4]

Для достижения поставленной цели разработан способ охранного мониторинга с применением пассивного оптико-электронного средства обнаружения, заключающийся в контроле изгиба дороги одним СО, развернутым таким образом, чтобы его зона обнаружения (ЗО) пересекала дорогу на двух участках с обеих сторон от точки изгиба дороги, ближний к СО участок находился на расстоянии от 10 до 15 метров от средства, дальний к СО участок - на расстоянии от СО, равном 60-80 процентам от максимальной длины зоны ЗО; переходе СО в режим тревоги дважды во время движения нарушителя через изгиб дороги; установке максимального значения времени накопления сигналов тревог исходя из минимально возможной скорости нарушителя и расстояния, проходимого им между участками пересечения ЗО с дорогой; запоминании СО обоих уровней полезных сигналов в течение всей длительности режимов тревоги; применении алгоритма определения направления движения нарушителя относительно СО по значению отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, - больше единицы или меньше единицы; в передаче СО системе сбора и обработки информации сигналов об обнаружении нарушителя и направлении его движения: нарушитель движется в сторону СО или нарушитель движется в сторону от СО (фиг. 3).

Известно, что принцип действия пассивных оптико-электронных средств обнаружения основан на регистрации сигналов, порождаемых тепловым потоком, излучаемым объектом обнаружения (нарушителем) [5].

Полезный сигнал на выходе пироприемника пассивного оптико-электронного средства обнаружения определяется [5]:

где S(t) - уровень полезного сигнала, В;

S_U - вольтовая чувствительность пироприемника СО, В;

ΔФ(t) - изменение величины теплового потока, падающего на входное окно оптической системы и вызванное движением нарушителя в зоне обнаружения, Вт/м².

В свою очередь, максимальное значение теплового потока от нарушителя определяется:

где ΔФ - максимальное значение теплового потока от нарушителя, Вт/м²;

Н - расстояние от СО до нарушителя, м;

S_ВХ - площадь входного окна оптической системы СО, м²;

S_H - площадь проекции нарушителя на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения СО, м²;

L_H - яркость нарушителя, кд/м²;

L_Ф - яркость фона, кд/м².

То есть сигнал на выходе пироприемника СО при прочих равных условиях тем больше, чем больше степень перекрытия нарушителем ЗО и чем меньше расстояние до самого СО [5]. Форма ЗО СО - конусообразная, ширина ее в нескольких метрах от СО (F') - десятые доли метра ближе к концу зоны (F) - несколько метров (фиг. 4). На расстоянии 10-15 метров от СО практически все тело нарушителя находится в ЗО. Степень перекрытия нарушителем ЗО на этом расстоянии выше, чем на расстоянии, равном 60-80 процентов от максимальной длины (L) ЗО. (фиг. 5). С учетом этого, а также формул 2 и 3 и предлагаемой схемы развертывания СО на изгибе дороги, при движении нарушителя через ближний к СО участок пересечения ЗО с дорогой уровень полезного сигнала будет выше, чем уровень полезного сигнала при движении нарушителя через дальний к СО участок пересечения ЗО с дорогой (фиг. 3, 5):

где S_A - уровень полезного сигнала при движении нарушителя через ближний к СО участок пересечения зоны обнаружения с дорогой, В;

S_B - уровень полезного сигнала при движении нарушителя через дальний к СО участок пересечения зоны обнаружения с дорогой, В;

Н_A - расстояние между СО и ближним участком пересечения зоны обнаружения с дорогой, м;

H_B - расстояние между СО и дальним участком пересечения зоны обнаружения с дорогой, м.

С учетом предлагаемой схемы развертывания СО, по значению отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым (больше единицы или меньше единицы), можно сделать вывод о направлении движения обнаруженного нарушителя:

- если значение отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым (S₁), к уровню полезного сигнала, поступившего вторым (S₂), больше единицы, то направление движения нарушителя в сторону от СО (направление АВ) (фиг. 3);

- если значение отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым (S₁), к уровню полезного сигнала, поступившего вторым (S₂), меньше единицы, то направление движения нарушителя в сторону к СО (направление ВА) (фиг. 3):

Для исключения ошибок вывода поступающие сигналы принимаются в течение установленного времени накопления сигналов тревог Δt. Максимальное значение времени накопления сигналов тревог (Т) определяется исходя из расстояния между двумя участками пресечения ЗО с дорогой, минимальной скорости движения нарушителя и коэффициента запаса 1, 2 (фиг. 3, 6):

где Т - максимальное значение времени накопления сигналов тревог, с;

А'O' - расстояние между вершиной изгиба дороги и ближним к СО участком пересечения ЗО с дорогой, м;

О'B' - расстояние между вершиной изгиба дороги и дальним от СО участком пресечения ЗО с дорогой, м;

V_MIN - минимально возможная скорость движения нарушителя, м/с.

Минимально возможная скорость берется исходя из условий местности. Диапазон скоростей нарушителя на различных участках местности известен и подтвержден на основе экспериментальных исследований (фиг. 6) [4, 6].

Информация о направлении движения нарушителя (нарушитель движется в сторону СО или нарушитель движется в сторону от СО) передается СО системе сбора и обработки информации по радиоканалу.

Способ охранного мониторинга дороги включает два этапа: подготовительный и основной.

Подготовительный этап:

1. Развертывание на местности системы 1 сбора и обработки информации (фиг. 8).

2. Развертывание на изгибе дороги по установленной схеме пассивного оптико-электронного средства обнаружения, включающего в себя: систему 2 оптическую, пироприемник 3, усилитель 4, формирователь 5 сигналов тревог, интерфейс 6 сигнальный, устройство 7 памяти, устройство 8 решающее (фиг. 3, 8).

3. Расчет установленного времени накопления поступающих сигналов тревог (Т) и запись его в устройство 7 памяти (формула 6).

Основной этап начинается при движении нарушителя через изгиб дороги и попадании его в ЗО СО, он включает:

1. Фокусировку электромагнитного излучения инфракрасного диапазона от нарушителя с помощью системы 2 оптической на пироприемник 3. Формирование сигнала пироприемником 3, усиление сигнала усилителем 4 и поступление сигнала на вход формирователя 5 сигналов тревог.

2. Формирование первого сигнала тревоги формирователем 5 сигналов тревог (фиг. 8).

3. Передачу через интерфейс 6 сигнальный системе 1 сбора и обработки информации сигнала тревоги (фиг. 8).

4. Передачу команды управления формирователем 5 сигнала тревог устройству 7 памяти на начало запоминания уровня полезного сигнала поступающего с пироприемника 3 (фиг. 8).

5. Начало запоминания уровня полезного сигнала и отсчета времени накопления сигналов тревог (Δt) устройством 7 памяти (фиг. 8).

6. Выход нарушителя из ЗО СО. Прекращение формирования сигнала тревоги формирователем 5 сигналов тревог (фиг. 8).

7. Передачу команды управления формирователем 5 сигнала тревог устройству 7 памяти на окончание запоминания уровня сигнала, поступающего с пироприемника 3 (фиг. 8).

8. Второе по счету пересечение нарушителем ЗО СО.

9. Фокусировку электромагнитного излучения инфракрасного диапазона от нарушителя с помощью системы 2 оптической на пироприемник 3. Формирование сигнала пироприемником 3, усиление сигнала усилителем 4 и поступление сигнала на вход формирователя 5 сигналов тревог (фиг. 8).

10. Формирование второго сигнала тревоги формирователем 5 сигналов тревог (фиг. 8).

11. Передачу через интерфейс 6 сигнальный в систему 1 сбора и обработки информации второго сигнала тревоги (фиг. 8).

12. Передачу команды управления формирователем 5 сигнала тревог устройству 7 памяти на начало запоминания уровня полезного сигнала, поступающего с пироприемника 3 (фиг. 8).

13. Начало запоминания уровня полезного сигнала, поступившего вторым устройством 7 памяти (фиг. 8).

14. Выход нарушителя из ЗО СО. Прекращение формирования сигнала тревоги формирователем 5 сигналов тревог (фиг. 8).

15. Передачу команды управления формирователем 5 сигнала тревог устройству 7 памяти на окончание запоминания уровня сигнала, поступающего вторым с пироприемника 3, и окончание отсчета времени накопления сигналов тревог (Δt) (фиг. 8).

16. Определение отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, устройством 8 решающим (фиг. 8).

17. Определение устройством 8 решающим направления движения нарушителя:

- если значение отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, больше единицы, то направление движения нарушителя в сторону от СО (фиг. 3, 7);

- если значение отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, меньше единицы, то направление движения нарушителя в сторону к СО (фиг. 3, 7).

18. Передача пассивным оптико-электронным средством обнаружения системе 1 сбора и обработки информации о направлении движения нарушителя через интерфейс 6 сигнальный по радиоканалу (фиг. 8).

19. При достижении времени накопления сигналов тревог (Δt) максимального значения (Т) и не поступлении второго сигнала тревоги принятие устройством 8 решающим решения об окончании накоплении сигналов (фиг. 7). Передачу через интерфейс 6 сигнальный на систему 1 сбора и обработки информации о том, направление движения нарушителя не определено (фиг. 8).

20. Обнуление памяти устройства памяти 7 (фиг. 8).

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлено на:

- фиг. 1 - схема развертывания одного пассивного оптико-электронного средства обнаружения в известном способе охранного мониторинга;

- фиг. 2 - схема развертывания двух пассивных оптико-электронных средств обнаружения в известном способе охранного мониторинга;

- фиг. 3 - схема развертывания пассивного оптико-электронного средства обнаружения в предлагаемом способе охранного мониторинга с указанием размеров;

- фиг. 4 - схема зоны обнаружения пассивного оптико-электронного средства обнаружения с указанием размеров (вид сверху);

- фиг. 5 - схема, показывающая степень перекрытия нарушителем зоны обнаружения пассивного оптико-электронного средства обнаружения инфракрасного диапазона (вид сверху);

- фиг. 6 - таблица диапазонов скоростей нарушителя на различных участках местности;

- фиг. 7 - таблица (алгоритм) принятия решения о направлении движения нарушителя через изгиб дороги;

- фиг. 8 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации способа охранного мониторинга.

Технический результат заключается в получении возможности определения направления движения обнаруженного нарушителя с применением только одного СО.

Источники информации

1. Шумов В.В. Применение математических методов и моделей для обоснования решений на охрану государственной границы: Научно-практическое пособие. - Часть 2. - М.: Просвещение, 1996. - 196 с.

2. Коршняков В.Г. Сигнализационные средства охраны локальных участков: уч. пособие / В.Г. Коршняков - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2004. - 135 с.

3. Маршалов Т.А. Технические средства охраны границы: учебник / Т.А. Маршалов, А.В. Густов, И.М. Потапов. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2009. - 568 с.

4. Псарев А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.

5. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения: уч. пособие / Р.Г. Магауенов - М.: Горячая - Телеком, 2004. - 367 с.

6. Баленко С.В. Школа выживания. - М.: 1994. - 140 с.

Способ охранного мониторинга с применением пассивного оптико-электронного средства обнаружения, заключающийся в контроле изгиба дороги одним пассивным оптико-электронным средством обнаружения; в обеспечении регистрации системой сбора и обработки информации сигналов от средства обнаружения, отличающийся тем, что средство обнаружения развертывается так, чтобы его зона обнаружения пересекала дорогу на двух участках с обеих сторон от точки изгиба дороги, ближний от средства обнаружения участок находился на расстоянии от 10 до 15 метров от средства обнаружения, дальний от средства обнаружения участок находился на расстоянии от него, равном 60-80 процентам от максимальной длины зоны обнаружения; средство обнаружения дважды переходит в режим тревоги во время движения нарушителя через изгиб дороги; устанавливается максимальное значение времени накопления сигналов тревог исходя из минимально возможной скорости нарушителя и расстояния, проходимого им между участками пересечения зоны обнаружения с дорогой; средством обнаружения запоминаются оба уровня полезных сигналов в течение всей длительности режимов тревоги; применяется алгоритм определения направления движения нарушителя относительно средства обнаружения по значению отношения уровня полезного сигнала, поступившего первым, к уровню полезного сигнала, поступившего вторым, - больше единицы или меньше единицы; средством обнаружения передается системе сбора и обработки информации сигнал о направлении движения нарушителя: нарушитель движется в сторону средства обнаружения или нарушитель движется в сторону от средства обнаружения.

Изобретение относится к контрольному устройству, предназначенному для контроля позиции задвижки замка. Задача изобретения заключается в том, чтобы на основе вышеназванного устройства представить простое, однако устойчивое к манипуляциям и сбоям контрольное устройство.

Регистратор для экстремальных видов спорта // 2646197

Регистратор относится к области регистрирующих систем для экстремальных видов спорта, при котором для защиты головы используется шлем. Достигается обеспечение спортсмена текущей и предупредительной информацией, возможностью просмотра записанной информации.

Способ персонального мониторинга при возникновении опасной ситуации и система для его реализации // 2643448

Группа изобретений относится к области охранной сигнализации, контроля, наблюдения, персональному оповещению различных оперативных служб, оказания помощи лицу или группе лиц.

Поисково-спасательный маяк и способ проведения поисково-спасательных работ с его использованием // 2643436

Изобретение относится к области спасательной техники - к способу проведения поисково-спасательных работ с использованием поисково-спасательного маяка. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств поисково-спасательных операций на значительных площадях при сложных погодных условиях и сокращении времени получения информации спасателями о местонахождении терпящих бедствие людей.

Способ динамического контроля состояния охраняемого объекта // 2633986

Изобретение относится к технике контроля состояния охраняемого объекта путем мониторинга охранных систем и систем контроля доступа объекта. Технический результат - повышение достоверности контроля.

Способ и устройство для видеомониторинга // 2633223

Изобретение относится к способу и устройству для видеомониторинга и принадлежит области интеллектуальных устройств. Способ включает в себя: прием беспроводного сигнала, отправляемого с внешнего устройства; распознание того, идентичны ли идентификационные данные устройства, переносимые в беспроводном сигнале, идентификационным данным носимого устройства; и прекращение видеомониторинга, в случае если идентификационные данные устройства идентичны идентификационным данным носимого устройства.

Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций // 2631102

Сигнализатор обнаружения и определения местоположения тревожных и критических ситуаций предназначен для оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности.

Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении // 2626251

Система видеонаблюдения с транспортного средства (ТС) 1, в которой видеонаблюдение осуществляют с нескольких ТС, двигающихся по заданным траекториям. Каждое ТС оборудовано видеокамерой 2, подключенной через плату видеоввода 3 к компьютеру 4, имеющему приемно-передающее устройство (ППУ) 5, посредством которого осуществляется радиосвязь с ППУ 20, компьютером 18 и монитором 19 командного пункта 17.

Система контроля пациентов и способ контроля физиологического состояния пациента // 2625272

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для контроля пациентов и их физиологического состояния. Система содержит по меньшей мере один контрольный блок (24) для контроля физиологического состояния пациента и хост-систему (14), содержащую сеть точек (16, 18, 20) доступа для беспроводного приема данных физиологического состояния.

Система тревожного оповещения и определения местоположения // 2620322

Изобретение относится к устройствам передачи тревожных сообщений по радиоэфиру. Сообщения передаются на базовую радиостанцию с использованием объектовой радиостанции голосовой радиосвязи и тревожной кнопки.

Интегрированный комплекс инженерно-технических средств охраны "пост" и способ его работы // 2647630

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации, управляемым вычислительными устройствами. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности охраняемого объекта на всех уровнях системы и между ее уровнями.

Система безопасности // 2646743

Изобретение относится к средствам охраны и может быть использовано для контроля и обеспечения безопасности, а также снижения рисков несанкционированного проникновения на охраняемые территории (вокзалы, аэропорты, стадионы и т.п.) лиц, имеющих в проносимой ими клади или на теле опасные компоненты, такие как взрывчатые и отравляющие вещества.

Способ охранного мониторинга с применением линейного радиоволнового средства обнаружения // 2645598

Изобретение относится к способам охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения одного линейного радиоволнового средства обнаружения (СО) для сигнализационного контроля дороги на участке, где она имеет изгиб.

Датчик контроля состояния покоя конструктивных элементов // 2642774

Изобретение относится к области элементов контрольно-измерительных систем различного функционального назначения, реагирующих на взаимное механическое движение сочленений конструкции охраняемого изделия и преобразующих последнее в параметры нужного для последующего использования вида.

Система защиты охраняемой территории // 2642336

Изобретение относится к сигнальным устройствам, оснащенным в том числе видеокамерами и предназначенным для охраны территории, например линейного участка границы, и может быть использовано для обеспечения безопасности от террористических угроз.

Способ и устройство для отправки сообщения // 2638762

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отправки сообщения, которые связаны с областью техники компьютерных технологий. Технический результат – повышение достоверности при выработке сообщений.

Интеллектуальная сеть технических средств обнаружения с возможностью образования виртуальных средств обнаружения для комбинирования тревожных сообщений // 2637400

Изобретение относится к системам управления удаленным доступом и может найти применение в области охранной сигнализации. Технический результат - повышение функциональной надежности за счет образования, функционирования в течение определенного времени и последующей ликвидации виртуальных средств обнаружения (ВСО) на каждом из участков контроля, которые функционируют по определенному алгоритму обработки информации с учетом последующего комбинирования в центральном пункте управления (ЦПУ) тревожных сообщений, поступающих от ВСО.

Способ и устройство для передачи предупреждающего сообщения // 2635785

Заявленное изобретение относится к способу и устройству для передачи предупреждающего сообщения, относящимся к области компьютерных технологий. Способ содержит получение данных физической характеристики целевого объекта на целевом устройстве и передачу первого предупреждающего сообщения в первый терминал, если в отношении указанных данных физической характеристики целевого объекта и заранее сохраненных данных физической характеристики целевого пользователя не выполняется заранее заданное условие соответствия.

Автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории // 2634761

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны и может использоваться в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, и территориально распределенных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных и водных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.

Система защиты каталитического нейтрализатора // 2630862

Изобретение относится к системе защиты каталитического нейтрализатора от кражи. Система защиты каталитического нейтрализатора содержит контроллер, каталитический нейтрализатор с кожухом, замыкающий элемент, который имеет две клеммы, и соединитель, имеющий внутренний резистор.

Сейсмическое средство обнаружения с возможностью пеленгации наземных объектов // 2650703

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к сейсмическим средствам тревожной сигнализации, предназначенным для обнаружения наземного объекта, проникающего через зону обнаружения рубежа охраны, с возможностью определения азимута на обнаруженный объект по сейсмическим сигналам. Устройство состоит из трех сейсмических приемников, трех линий задержек, двух групп селекторов минимальной разности сигналов (с общим количеством пит соответственно), двух решающих устройств, вычислителя азимута и вычислительного блока. Технический результат - повышение точности определения азимута обнаруженного объекта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.