Пассивные ВСО с распределенными КЧЭ

Этот подкласс является наиболее распространенным и доступными на рынке в силу своей универсальности применения (для различных типов заграждений), относительно невысоких стоимости и технологичности.

Согласно модели сигналообразования, «перелаз» СЗ преимущественно сопровождается непрерывными НЧ – сигналами, продолжающимися более 3 с, связанные с изгибом заграждения, изгибом и натяжением КЧЭ, основной спектр которых лежит в диапазоне от 0,1 до 40 Гц. В более высокочастотной области «перелаз» обнаруживается по сопровождающим побочным явлениям (стуки, шорохи, скрипы), что менее достоверно, особенно для обнаружения подготовленного нарушителя. «Перекус» сопровождается импульсным воздействием на СЗ, спектр которого широк и простирается от 10 Гц до 5 кГц в зависимости от вида «перекуса» и заграждения. Его регистрация в области НЧ менее надежна, особенно для некоторых видов, например, при использовании высокооборотной дисковой пилы.

Выбор оптимального диапазона регистрируемых частот является альтернативным, зависит от типа СЗ. При прочих равных условиях, ВСО, имеющие либо очень широкий диапазон регистрируемых частот, либо 2 диапазона («НЧ» – «перелаза» и «ВЧ» - «перекуса»), имеют большую обнаружительную способность (большую информативность полезных сигналов).

В табл.5 представлены ТТХ наиболее известных зарубежных ВСО, из которых следует выделить изделие «FPS-2», которое уже более 20 лет производится (ранее фирмой GTE Sylvania) и успешно применяется во всем мире для охраны важных объектов, в том числе военных баз, границ государств, АЭС. Начиная с 1984 г., Олимпийские деревни неизменно охранялись этим ВСО, которое по свидетельству независимых западных экспертов является наиболее эффективным в мире. Его основным «ноу-хау» является уникальный распределенный виброакустический преобразователь – электретный кабель, обладающий очень высокой чувствительностью и линейностью, низким собственным шумом, срок службы его - не менее 40 лет. Можно утверждать, что с его появлением распределенные КЧЭ вытеснили с рынка ранее доминировавшие точечные ЧЭ.

 

Таблица 5. ТТХ зарубежных ВСО с распределенными кабельными ЧЭ

 

Наименование ВСО производитель (страна)	Тип КЧЭ, размер, вид, оболочка	Максим.длина КЧЭ, м	Максим. типичная длина ЗО, м	Напр. питания, В (потр. мощн., Вт)	Раб. темп., 0С	Диапазон рег. частот, Гц
FPS-2 Perimeter Products Inc., (США)	MB,MEX электретный кабель, Ø3,2 мм, оболочка - фторопласт	(FPS-2) 2х305 (FPS-2-2)	290 2х290	11…16 (0,3) (0,6)	-40... +70	~80… 3000
Intelli-Flex Senstar-Stellar Inc., (США-Израиль)	2386спец. трибокабель, Ø2,8 мм	(IF-I) 2х305 (IF-II)	300 2х300 2х100	11…16, 18…56 (0,9)	-40... +70	~100..1000
CPS GPS-Standard (Италия)	пьезокабель, Ø3,5 мм	(CPS100) 2х300 (CPS200)	300 150 2х300 2х150	11…16 (1,2)	-30... +60	~300..1000
Guardwire Defensor Geoquip Ltd. (Великобритания)	GW400K магнитный кабель Ø6,5 мм, черный ПЭ	400(GW 475-1) 2х400(GW 475-2)	400 2х400 2х150	10…14 (1,2) (1,4)	-40... +80	~20…160 ~700..1700
GDALPHA магнитный кабель Ø6,5 мм, черный ПЭ	400(GD 4500-1) 2х400(GD 4500-2)	400 2х400 2х150	10…24 (0,8) (1,5)
Multisensor Galdor-Secotec(Израиль)	4CBL1041 спец. трибокабель, Ø6,0 мм, черный ПЭ	1200 (1MS012)   2х1200 (1MS018)	500 2х500 2х150	11…28 (0,6)   (1,2)	-30... +60	0,5…8
Copperhead Fiber SenSys Inc. (США)	пьезокабель Ø3,5 мм	(CH401E) 2х500 (CH402E)	500 2х500 2х150	10…26 (1,5)	-30... +70	~200..2000
Flexiguard APS Ltd. (Великобритания)	пьезокабель		300	15..30 (0,3)	-30... +75	~300..3000
Stealthflex Stealth Laboratories Inc. (США)	SC-1000 (норм. чувствит.),SSC-1000(пов. чув.) пьезокаб.Ø3мм	(SF-1001) 2х305 (SF-2001)	270 2х270 2х100	10,5..28 (1,2)	-40... +70	~300..3000

 

Зарубежные ВСО используют исключительно специализированные коаксиальные КЧЭ, что, изначально повышает их основные ТТХ (низкий собственный шум, высокий коэффициент преобразования). Нижняя граничная частота диапазона регистрируемых частот составляет у большинства не менее 40…80 Гц, верхняя достигает 3 кГц, что наряду с высокой линейностью дает возможность аудио мониторинга. Выбор диапазона обусловлен тем, что в области единиц Гц коэффициент преобразования снижается за счет компенсации полезного сигнала в коаксиальной конструкции. В силу вышесказанного зарубежные ВСО «перекус» обнаруживают более надежно, чем «перелаз».

Это замечание не относится к продукции фирмы Geoquip, доступной на российском рынке (ООО «БИС-Инжиниринг»), поскольку «магнитный» кабель GDALPHA обладает наивысшей чувствительностью и линейностью преобразования, да и GW400K ему мало в этом уступает. К преимуществам этого КЧЭ следует также отнести: 1) расширенный диапазон регистрируемых частот (сдвиг в НЧ - область); 2) «механическая» помехоустойчивость к воздействию дождя и града вследствие больших размеров и веса; 3) низкая электромагнитная восприимчивость - внешний экран не является «рабочим» (сигнал образуется между скрученными внутри проводниками); 4) высокая влагоустойчивость вследствие пониженных требований к утечке, низкий импеданс. Все эти качества КЧЭ явились основой создания ВСО Defensor, имеющего 2 диапазона регистрации частот «перелаза» и «перекуса» и, как следствие, - наивысшую обнаружительную способность, позволяющую его использование на очень «жестких», монолитных заграждениях. Пожалуй, единственным его недостатком является наивысшая стоимость КЧЭ и соответственно высокая погонная стоимость.

Из относительно однородного подкласса выделяется изделие Multisensor (Израиль), работа которого основана на регистрации только НЧ - сигналов. Идея универсальности его применения заключалась в нанесении на полотно СЗ столько зигзагообразных проходов КЧЭ, чтобы исключить беспрепятственный «пролаз» нарушителя в отверстие, даже если разрушение не было обнаружено. Его трибоэлектрический КЧЭ относительно дешевый, в ВСО нет дополнительных функций (например, аудио мониторинга), однако имеется возможность корректировки амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) тракта усиления-фильтрации, достигая лучшей настройки на различных видах заграждений.

Сделаем комментарий к табл.5 - необходимо четко различать длину КЧЭ и длину блокируемого участка или ЗО - они никогда не совпадают. Вообще, длина КЧЭ является параметром, который зачастую «выпячивается» производителем в рекламных целях. Например, в «Multisensor» заявляется о максимальной длине КЧЭ ~1200 м. Однако из описания следует, что многопроходная (реально не менее 3-х, обычно 5…7) и нелинейная трассировка КЧЭ ограничивает максимально реализуемую длину ЗО на обычном сетчатом заграждении до 150…200 м, а для высокой сетки или большей сигнализационной надежности (9 проходов) – не более 100 м.

Для потребителя (особенно отечественного) интерес всегда представляет максимальная длина ЗО, которую обеспечивает ВСО. Как это ни странно, но и этот параметр практически никогда не реализуется, его анонсирование тоже носит рекламный характер. Например, хотя в FPS-2 и заявляется о возможности однопроходного блокирования ЗО длиной до 300 м, однако сразу оговаривается, что обычно длина зоны не превышает 100…150 м, а в случае «повышенной секретности» и высокой сетки необходимо 2 прохода КЧЭ – по верху и низу заграждения. На Олимпиаде в Сиднее при сигнализационном блокировании периметра Олимпийской деревни (6 км) средняя длина ЗО FPS-2 составила 130 м.

Интересно отметить, что в США действует государственный стандарт, который ограничивает длину ЗО не более 100 м на важных и особо важных объектах (например, военные базы, тюрьмы). Это обусловлено 4 основными причинами:

· длина ЗО не должна быть большой, чтобы минимизировать время по локализации места нарушения и время реакции сил охраны по задержанию нарушителя;

· на большей длине заграждения «разбег» механических параметров больше, следовательно, хуже алгоритмическая настройка ВСО, оптимальная в случае однородного СЗ;

· длина ЗО должна быть увязана с длиной зоны наблюдения одной или максимум двух видеокамер (реально не более 50…60 м без трансфокатора), осуществляющих непрерывный видеомониторинг периметра важного объекта;

· чем меньше длина ЗО (КЧЭ), тем при прочих равных условиях выше помехоустойчивость ВСО, тем больше величина Т_л, тем меньше проблем, связанных с ложным «дерганием» охраны (эффект «привыкания»).

В РФ ситуация отличается кардинально, стремясь «выжать» по максимуму:

· определяющим является ценовой фактор - чем больше ЗО, тем меньше погонная стоимость;

· стандартов на периметровую сигнализацию нет, как и единого государственного сертификационного центра (в США – Sandia Lab.), заказчик менее квалифицированный, независимая техническая экспертиза отсутствует;

· видеонаблюдение на периметре объекта пока еще является относительной редкостью, особенно на крупных объектах (периметр свыше 2…3 км);

· о реакции и квалификации сил охраны отечественный потребитель думает в последнюю очередь.

В табл. 6 представлены характеристики отечественных ВСО с распределенными КЧЭ, доступные на рынке ТСО. «Старожилом» здесь является изделие «Дельфин-М» (ГУП «Дедал»), разработанное в начале 90-х годов, с тех пор подтвердившее свои высокие ТТХ (Р₀ ≥ 0,95, Т_л ≥ 1000 час) на сотнях объектах. Его отличительными чертами является надежность, низкое энергопотребление, простая и понятная настройка, низкая рабочая температура, позволяющая применять его на севере РФ. Среди новых изделий можно отметить ВСО «TREZOR-B» (ЗАО «Восток - Специальные системы»), обладающее интересным пользовательским интерфейсом, позволяющим оптимизировать настройку практически на любом типе СЗ.

 

Таблица 6. ТТХ отечественных ВСО с распределенными КЧЭ

 

Наименование ВСО производитель	Тип КЧЭ, размер, вид, оболочка	Максим. длина КЧЭ, м	Максим. типичная длина ЗО, м	Напряж. пит., В (потреб. мощность, Вт)	Раб. Темп., 0С	Диапазон регистр. частот, Гц
Багульник-М ООО «АГ Инжиниринг» (Москва)	КТМ 2,0/3,8 спец. трибокабель, Ø5,6 мм, оболочка – черный ПЭ	2х205	2х200	5…36 (0,11)	-45... +50	~0,7..2,3
Годограф- СМ-В-1С НИКИРЭТ (г. Заречный, Пензен. обл.)	КТВ-Мф специальный трибокабель, Ø7 мм, черный ПЭ	2х250	2х300 2х100	20…30, (0,2)	-50... +50	~8…12 ~40..200
Дельфин-М Дельфин-МП «Дедал» (г. Дубна М.О.)	ТПП10х2х0,32, ТПП5х2х0,5-отобранный кабель с явным трибоэффектом Ø9 мм, черный ПЭ	500 (2х250)	500	20…30 (0,1)	-50... +50	~1…6 ~80..300
13…30 (0,2)
Гюрза-035П ЗАО «Фракталь-СБ» (г. Серпухов М.О.)	ТПП10х2х0,5, ТПП5х2х0,5 - кабель связи с выраженным трибоэффектом, Ø9 мм, черный ПЭ		500	8…35 (0,06)	-40... +50	~0,1…1
Trezor-B ЗАО «Восток -Специальные системы» (г. Москва)	Спец. и отобранные кабели с выраженным трибоэффектом		500	10...30 (0,3)	-40... +60	~0,2…8

 

Отечественные ВСО «работают» исключительно на трибоэффекте, который является паразитным и ненормируемым в кабелях связи, либо конструктивно или технологически усиливается в специальных кабелях. Диапазон регистрируемых частот, как правило, не превышает 0,1…300 Гц, поскольку в более высокочастотной области велик собственный шум, а коэффициент преобразования уменьшается. Вследствие этого и низкой (по сути) линейности преобразования аудио мониторинг не осуществляется, впрочем, для этого в РФ нет объективных возможностей (обученный персонал и аппаратура). Поэтому «перелаз» отечественными ВСО обнаруживается более надежно, чем «перекус», особенно рельефно это проявляется на сварной сетке.

Как видно из сравнения табл. 5-6, отечественные ВСО обладают существенно меньшим энергопотреблением, меньшей стоимостью, лучше подходят для эксплуатации в российских условиях низких температур, широкого диапазона питающих напряжений и отсутствия (минимума) ТО, обеспечивают стойкость к ударам и «неправильному» питанию. С другой стороны, в целом они уступают зарубежным аналогам по чувствительности, пользовательскому интерфейсу, наличию дополнительных функций, из которых можно выделить следующие:

· регулировка АЧХ с целью оптимальной настройки на заграждение, в том числе сменных фильтров (имеется в «TREZOR-B»);

· аудиомониторинг ЗО;

· наличие сигнала предтревоги (т.е. алгоритмически «облегченной» тревоги) для включения заранее записи видеосигналов, аудоимониторинга;

· наличие сетевой версии ВСО с передачей сигналов по интерфейсу RS-485 или подобному (имеется в «Багульник-М»);

· использование метеостанций (анемометров) для лучшей адаптации алгоритма обработки информации БЭ к неблагоприятным погодным условиям с целью повышения помехоустойчивости;

· использование солнечных батарей для подзарядки встроенных аккумуляторов при работе в автономном режиме с радиоканалом;

· использование специализированных подключаемых пультов управления для лучшей настройки и диагностики изделий (имеется в «TREZOR-B», «Годограф»);

· использование конструктивов со встроенными аккумуляторами для аварийной работы ВСО при отсутствии питания, по зарубежному стандарту не менее 4-х часов;

· использование специальных металлических кондуитов (или защитных оплеток) для прокладки КЧЭ в местах, где высокий риск саботажа («Годограф»);

· наличие входов для подключения дополнительных датчиков для усиления отдельных зон, например, примыкания к воротам, углы заграждения («Годограф»).

Современные ВСО, как показывает тенденция их развития, должны иметь возможности:

· связи с laptop РС (RS-232) с целью оперативной настройки и диагностики;

· записи «интересных» полезных сигналов и помех для анализа;

· подачи сигнала дистанционного контроля и проверки ВСО;

· удаленной диагностики и регулировки;

· соединения друг с другом с передачей информации и питания по КЧЭ.

Для повышения чувствительности отечественные ВСО, в принципе, могут оснащаться зарубежными специализированными КЧЭ, например, пьзокабелем Vibetek производства Ormal. Однако это существенно увеличит их стоимость и уменьшит конкурентоспособность, - на отечественный рынок ТСО приходит все больше зарубежных производителей периметровых СО. Поэтому логичным выглядит разработка новых российских специализированных КЧЭ, основанных, прежде всего на трибоэффекте, обладающих пониженной металлоемкостью (стоимостью).

Нетрудно спрогнозировать, что данный подкласс является и еще долгое время будет являться определяющим как по объему рынка, так и по новым разработкам.