Автор: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2011 в 10:36, контрольная работа
Ёмкостное средство представляет собой протяженный чувствительный элемент, называемый также “антенной системой” (рис. 1, 3). Нередко его оборудуют в виде “козырька” из проводов над оградой. Появление человека вблизи “антенн” или их касание меняет емкость системы. Измененный электрический сигнал и после соответствующей обработки электронным блоком вызывает сигнал тревоги
Описать принцип действия, назначение и основные характеристики приведённых средств обнаружения (см. таблицу 1).
Сравнить средства обнаружения между собой.
Провести оценку основных характеристик подсистемы обнаружения для случая, когда она содержит 3-и рубежа, алгоритм функционирования - «2 из 3»; τ=30 сек. Длина периметра объекта составляет 3 км. Значения характеристик берутся из паспортных данных на конкретные типы средств.
Рассмотрим некоторые средства обнаружения:
Рис. 4. Принцип действия РЛСО РИФ-РЛМ.
Основные технические характеристики РЛСО следующие:
Технические характеристики РЛСО “РЛД-СМ”, “АТОМИН-1” представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Параметр ТТХ | Значение параметра | |
Длина зоны обнаружения, м | 15-300 | |
Напряжение питания постоянного тока, В | 10-30 | |
Потребляемая мощность, Вт | <0,6 | |
Средняя мощность излучения, мВт | <1,5 | |
Частота излучения, ГГц | 2,4 | |
Длительность импульса, мкс | 40 | |
Вероятность обнаружения, % | 98 | |
Время наработки на ложное извещение, ч | >2200 | |
Время восстановления извещателя после выдачи тревожного сообщения, с | <10 |
Принцип действия сйсмических средств обнаружения (ССО) основан на регистрации колебаний, возникающих в грунте при перемещении человека по поверхности земли. Чувствительные элементы (ЧЭ) установленные в поверхностном слое грунта ан глубине 20…50 см, преобразуют сейсмические колебания в электрические сигналы, поступающие на вход СО. Участок местности, преодоление которого должно быть обнаружено сейсмическим средством, называется зоной обнаружения (ЗО). ССО можно условно разделить на 2 класса: для блокирования малых участков местности и для охраны протяжённых рубежей. Обычно, первые ССО имеют ЗО, близкую по форме к кругу, радиус которого не превышает 3…5 м. Протяжённость ЗО ССО второго класса находится в пределах от 10 до 100 м, а ширина – от 5 до 20 м. В качестве ЧЭ используются точечные ЧЭ – сейсмоприёмники и протяжённые ЧЭ – трибокабели, эластичные трубы с жидкостью, соединённые с датчиками давления или волоконно-оптичиские преобразователи.
Одним из самых распространённых вариантов ССО для протяжённых рубежей является вариант, когда точечные чувствительные элементы устанавливаются в один или два ряда, образуя линейную часть сигнализационного средства на охраняемом рубеже.
В таблице 4 сведена информация о ССО, которая определяет их функциональные особенности и ограничения на условия применения. Их использование, несмотря на повышенную погонную стоимость по сравнению с заградительными СО, незаменимо в случаях повышенной секретности (при условии маскируемости, пассивного способа действия), где требуется высокая вероятность обнаружения, при потенциальной возможности прорыва “туннеля” под объектом охраны, для особо важных объектов – как второй рубеж охраны (первый – заградительное СО).
Таблица 4.
Применение (типичное) – преимущественно вдали от источников сейсмического шума | Коммуникации (вдоль):
энерго-, водо-, тепло - снабжение;
военные базы, склады, тюрьмы; военные и пограничные посты и объекты, госграница; объекты нефтегазового комплекса; резиденции, виллы, поместья; АЭС, ТЭЦ (оптоволоконные). |
Невозможность или нежелательность установки | Под дорожным полотном
и вблизи (10…20 м и более) автодорог;
под тротуаром и вблизи (5 м и более) пешеходной тропы; в зоне работы строительных механизмов (50 м и более); рядом со столбами и опорами ЛЭП, связи; в «движущиеся» грунты (зыбучие пески, болото и др.); вблизи бурлящих водных потоков; на склонах гор или на бугристой местности, где возможны потоки воды после дождя. |
Неблагоприятные погодные условия, уменьшающие обнаружительную способность | Промерзший
на глубину установки ЧЭ и более
грунт,
глубокий (более 80 см) снег, наст снега, выдерживающий вес человека; «спекшийся» под солнцем водонасыщенный глинистый грунт; сильный ветер в совокупности с растительностью (увеличение шума, действие АРУ, АРП); различный грунт на пути распространения ЧЭ. |
Неблагоприятные природные явления, которые могут являться источниками ложных тревог | Крупные и средние
животные, роющие норы животные (вблизи
ЧЭ);
корни деревьев при ветре – на расстоянии до 5…9 м до ЧЭ; ураган, буря, землетрясение; гроза (э/м помехи от молний, гром); потоки воды в ЗО, сильный прибой на побережье; оползни, камнепады. |
Неблагоприятные промышленные условия, которые могут являться источниками ложных тревог | Автомобильный
трафик;
столбы и опоры ЛЭП, освещения линий связи (при сильном ветре) – на расстоянии ближе высоты столба; заграждение вблизи ЧЭ (при сильном ветре) – на расстоянии до 3 м; близлежащие
подземные магистральные близлежащие подземные ЛЭП – на расстоянии до 1 м от ЧЭ. |
Неблагоприятные эксплуатационные факторы | Разъедание
защитной оболочки ЧЭ в кислотных
или щелочных грунтах;
скальный грунт с острыми камнями; эрозия грунта воздействие грызунов. |
Инженерные возможности увеличения помехоустойчивости | Обнесение ЗО заграждением
(препятствуя активности животных);
рытье ирригационных канав вдоль ЗО (отвод воды, уменьшение действия поверхностных волн). |
Возможность преодоления ЗО подготовленным нарушителем | Построение
«моста» над ЗО;
имитация ходьбы животного (в СО с селекцией); маскирование полезных сигналов, производя монотонный сейсмошум. |
Наибольшие перспективы развития сейсмического принципа обнаружения связаны с комплексированием (лучше на базе единого ЧЭ) с другими принципами – магнитометрическим, радиоволновым (на эффекте ЛВВ).
На
рисунке 5 представлена классификация
ССО по виду используемых ЧЭ, физическим
законам функционирования и приведены
примеры ССО.
Рис .5. Классификация ССО.
В комбинированном периметровом средстве обнаружения “Дуплет” (“Дедал”) сейсмический канал обнаружения обеспечивает распределенный “трибоэлектрический” ЧЭ в виде 3-х параллельных линий специального кабеля КТПЭДЭП (ТУ 16.К71-054-89), уложенных в грунт на глубину 30±5 см на расстоянии приблизительно 1 м друг от друга. ЗО длиной до 500 м разбита на два фланга. Усиленный трибоэффект в кабеле обусловлен:
Из-за узости ЗО одного кабеля ЧЭ (не более ±60 см), для обеспечения нормальной ЗО, непреодолимой случайным прыжком, применяется совокупность линий, которая в “летних” условиях обеспечивают вероятность обнаружения нарушителя не менее 0,97…0,98. В зимних условиях полезные сигналы уменьшаются в среднем в 4…5 раз, и вероятность обнаружения составляет 0,92…0,95. При условии “промерзшего” грунта (маловероятное событие при такой глубине укладки) или наста снега толщиной до 50 см, выдерживающего вес человека (более вероятное событие в марте-апреле), сигналы уменьшаются еще в 3…4 раза, и вероятность сейсмического обнаружения падает до 0,6…0,7. Поскольку в СО “Дукат” имеется второй канал магнитометрического обнаружения, который автоматически увеличивает свою чувствительность в таких условиях, фатального снижения суммарной вероятности обнаружения не происходит (обеспечивается Р0 не менее 0,8 в самых “критичных” условиях, в среднем не менее 0,9). Увеличение сейсмочувствительности ЧЭ ограничено собственным шумом кабеля, обусловленным случайными механизмами, в том числе температурными изменениями емкости, спорадическими микроотрывами экрана от изолятора под действием напряжений.
Помехоустойчивость сейсмического канала обнаружения обеспечивается регистрацией сигналов в двух частотных диапазонах, раздельной и коррелированной цифровой обработкой сигналов с 3-х линий ЧЭ с помощью импортной микро-ЭВМ. Средняя наработка сейсмического канала составляет не более 200 час (для СО в целом – не менее 1500 час), источниками ложных тревог могут являться: крупные и средние животные (имеется определенная селекция); близкорасположенные деревья (корни), столбы и опоры ЛЭП, заграждения - при сильном ветре (свыше 20 м/с), ближняя гроза (некомпенсированные наводки на ЧЭ + раскаты грома), автомобильный трафик, особенно при неровной дороге. К недостаткам СО “Дуплет” можно отнести повышенную погонную стоимость (около 30 $/м), впрочем в несколько раз меньшую, чем для импортных СО.
Основные технические характеристики ССО следующие:
Технические характеристики ССО “Дуплет” представлены в таблице 5.
Таблица 5.
Параметр ТТХ | Значение параметра |
Порог магнит. обнаружения, нВ/виток | 3,3 |
Скорость
перемещения обнаруживаемого |
0,8...8 |
Вероятность обнаружения Р0 нарушителя, V=1 м/с, не менее | |
- “магнито-чистый” | 0,8 |
- легко одетый человек без поклажи (М~0,025 А*м2) | 0,8 |
- случайный невооруженный (М~ 0,05 А*м2) | 0,85 |
- неворуженный с инструментом в демисезонной одежде, вооруженный ножом, пистолетом (М~0,1 А*м2) | 0,9 |
- вооруженный автоматом, ружьем (М~0,6 А*м2) | 0,95 |
- вооруженный гранатометом, пулеметом, с полным боекомплектом (М~1,4 А*м2) | 0,97 |
- транспортное средство (М³4 А*м2) | 0,99 |
Средняя наработка Тлс на ложное срабатывание, час, не менее | 1500 |
Длина блокируемого рубежа (на 1 комплект), м, не более | 500 |
Возможность
определения направления |
да |
Вид ЗО (на 1 участок, комплект) | двухфланговая, однорубежная |
Вероятность ложного обнаружения больших животных, пересекающих ЗО, не более | 0,1 |
Датчик помехи | распределенный встроенный, на 1 комплект |
Потребляемая электрическая мощность на 1 комплект, вт | 1,4 |
Напряжение питания, В | 20...30 |
Чувствительный элемент, (количество витков) / (сечение, кв. мм) | 9/0,2 |
Ширина ЧЭ/база ЧЭ, м | 2 х 1,2/1,2 |
Ширина ЗО по отношению к человеку, м | 5...6 |
Полоса регистрируемых частот Df, Гц | 30 |