Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Перспективы совершенствования охранных извещателей

Основные направления развития и возможного совершенствования характеристик извещателей

Можно выделить две основные группы характеристик и параметров. Это функциональные (вероятность обнаружения и ложной тревоги, устойчивость к засветке и радиопомехам и др.) и эксплуатационные (удобство установки, тестирования, обслуживания, самодиагностика и т.д.). Нужно учитывать также чисто потребительские свойства, например внешний вид изделия.

Чтобы определить, какие элементы или алгоритмы их работы могут совершенствоваться, сначала выделим основные части практически любого извещателя:

• датчик – чувствительный элемент, воспринимающий и измеряющий некоторый физический информативный параметр/параметры или характеристику (функцию) контролируемого объекта и преобразующий его в электрический сигнал, пригодный для дальнейшей обработки. Так, для ПИК-извещателя это пироэлектрический приемник в сочетании с оптической системой. От ее параметров в значительной степени зависит точность формирования диаграммы направленности (ДН);
• схема обработки и ее техническая реализация;
• алгоритм обработки сигнала и принятия решения.

При этом ограниченные возможности любой из перечисленных частей устройства автоматически ограничивают принцип. возможность использования высоких характеристик другой.

Алгоритмы обнаружения

На практике определить, какой алгоритм используется в конкретном извещателе и насколько он эффективен, крайне сложно. Когда читаешь описания или инструкции, то обычно встречаются только красивые названия, и трудно судить, что за ними скрывается. В любом случае весьма редко речь идет об оптимальном (в том или ином смысле) алгоритме. Хотя реально должна ставиться (возможно, она ставится, но неизвестно, решается ли и как) задача оптимального обнаружения сигнала (по какому-либо критерию) на фоне помех.

Типичная постановка задачи – формирование моделей сигнала и помех и соответствующий синтез алгоритма обработки. Очевидно, что в общем случае это должныбыть статистические модели с многомерными функциями распределения. можно ожидать реального улучшения характеристик обнаружения (увеличения вероятности правильного обнаружения и снижения вероятности ложной тревоги) при тех же стоимостных и технологических ограничениях (прежде всего вычислительных возможностях микроконтроллеров, определяющих физически реализуемые алгоритмы цифровой обработки).

Для комбинированных извещателей весьма важен алгоритм совместной обработки информации с каждого из каналов обнаружения с учетом их взаимно корреляционных характеристик. Здесь также можно ожидать появления извещателей, использующих различные оптимальные алгоритмы, например последовательные.

Как одну из тенденций, относящейся к комбинированным извещателям, можно также отметить увеличение количества диапазонов частот, используемых в радиоволновых извещателях и соответствующих комбинированных каналах. В частности, это относится к использованию диапазона частот 24 ГГц, дающего ряд преимуществ для улучшения характеристик обнаружения.

Увеличение информативности сигнала

Под информативностью понимается количество информации, которую несет входной сигнал схемы обработки, в отличие от аналогичного термина стандарта, обозначающего количество различных сообщений формируемых извещателем, который также необходимо учитывать.

Можно отметить две основные тенденции современных разработок:

• максимально полное использование информации, заложенной во входном сигнале, что решается применением оптимальных алгоритмов. Примером учета при обработке более "тонких" характеристик сигнала может служить использование диапазона частот 2,4 ГГц и дифракционных эффектов для выявления отличий отраженного сигнала от человека (реальной цели) и животного;
• увеличение информативности этого сигнала, достигающееся при использовании либо четырехплощадного пироприемника, либо нескольких пироприемников (реально двух расположенных по вертикали или горизонтали). но этот путь повышения информативности вряд ли найдет широкое применение, по крайней мере на данном этапе, ввиду ограничений, связанных с определенными требованиями к размерам элементарных лучей диаграммы направленности. но использование алгоритмов обработки сигналов фазированных антенных решеток в сочетании с соответствующим типом и количеством датчиков может оказаться перспективным.

Схема обработки сигнала

С точки зрения схемотехнической реализации можно выделить аналоговые и цифровые устройства. Давно известно, что цифровая обработка сигналов обладает определенными преимуществами по сравнению с аналоговой. В полной мере это стало проявляться в последние годы, когда развитие технологии производства микроциклоров достигло высокого уровня, дающего принцип. возможность реализовывать более совершенные алгоритмы, что,, непосредственно сказывается на характеристиках обнаружения. Поэтому следует ожидать дальнейшего все более широкого использования именно цифровой обработки, хотя она ничуть не исключает использования аналоговой, по крайней мере частично: во входных каскадах и датчиках. Поэтому модернизация последних – весьма важное направление развития и совершенствования характеристик извещателей в целом.

Это напрямую относится и к улучшению характеристик пироприемников (например, увеличению чувствительности, снижению уровня шумов), что особенно важно, поскольку пироприемник является первым элементом схемы обработки. Можно отметить такие методы и способы, как использование:

• предварительных усилителей в корпусе самого пироприемника;
• снижения уровня собственных шумов;
• более совершенных оптических фильтров, позволяющих свести к минимуму воздействие излучения, лежащего вне рабочей полосы частот, и др.

Однако никакое улучшение параметров пироприемника не даст желаемого эффекта без улучшения параметров оптической системы, так как сама форма диаграммы направленности, и точность ее воспроизведения в значительной мере определяют и основные характеристики извещателей, связанные с надежностью обнаружения. В этом плане все большее распространение получают извещатели с "оптикой равномерной чувствительности" (или, правильнее сказать, с близкой к равномерной). В этом случае выравнивается чувствительность извещателя по зоне обнаружения и соответственно во всех точках зоны достигается близость значений вероятностей как правильного обнаружения, так и ложной тревоги.

В ряде случаев некоторое удешевление устройств при достаточно хороших характеристиках достигается при использовании специализированных микросхем. Хотя в этом случае ограничиваются возможности модификации алгоритма работы. С точки зрения гибкости модификации алгоритма цифровая обработка обладает неоспоримыми преимуществами.

Адаптация извещателейк меняющимся условиямэксплуатации

Данная важная и полезная характеристика свойственна прежде всего извещателям высокой категории надежности. Это направление достаточно активно развивается последние годы. Другая сторона характеристики – принцип. возможность автоматической компенсации старения элементов и, как следствие, изменение характеристик и параметров извещателей.

Защищенность извещателя

Это понятие включает важную группу характеристик и параметров. Под защищенностью в общепринятом для радиотехнических систем смысле будем понимать две составляющие: скрытность действия (затрудненность съема информации о параметрах извещателя) и помехоустойчивость.

Первая составляющая важна с точки зрения "квалифицированной" кражи: либо с применением специальных средств подавления извещателя или имитацией сигнала, либо с использованием методов и приемов наиболее эффективного "обхода" извещателя, например, с помощью медленного движения и плотной одежды (для ПИК-извещателя) либо движения в направлении, перпендикулярном радиальному (для радиоволнового). С этой точки зрения вполне обосновано использование типовых корпусов для извещателей разного физического принципа действия, когда практически невозможно определить визуально конкретный тип извещателя и, что важнее с точки зрения возможности "обхода" устройства, физический принцип его действия.

Если говорить о возможности активного противостояния противоправным действиям, важной является способность извещателя обнаруживать закрашивание (маскирование), загораживание (блокировка зоны обнаружения), вскрытие корпуса и т.п. как обнаружение вскрытия корпуса практически является типовой характеристикой у всех ведущих производителей, регистрация снятия прибора со стены или вскрытия кронштейна встречаются значительно реже. Обнаружение маскирования, регистрируемое обычно активным инфракрасным каналом, присуще лишь отдельным типам устройств.

Кратко перечислим основные показатели помехоустойчивости, которые постоянно совершенствуются. Устойчивость к засветке белым светом важна прежде всего для ПИК-извещателей. Она позволяет избежать ложных срабатываний, вызванных прямой или отраженной засветкой солнечными лучами или фарами автомашины. Устойчивость к воздействию радиопомех становится все важнее в современных условиях увеличения количества разнообразных источников этих помех (мобильные телефоны, радиопередатчики СПИ, станции теле- и радиовещания). Современные извещатели хорошего качества обладают значением этого параметра 30–50 В/м.

Не менее важны устойчивость к воздействию статического электричества, учет и исключение влияния типовых источников помех (к примеру, люминесцентных ламп на радиоволновые извещатели), устойчивость к изменению температуры окружающей среды и использование полной термокомпенсации.

Диагностика

Можно ожидать более широкого распространения таких возможностей извещателей (в первую очередь стандартного класса и высокой надежности), как нижеперечисленные способы и средства достижения надежности: различные виды диагностики (периодическая и инициируемая установщиком, и автоматическая самодиагностика); полное заводское тестирование устройств в собранном виде; индивидуальная юстировка каждого образца продуктов для сужения разброса параметров; различные режимы тестирования и настройки (включающие специальные режимы, например, определения точной конфигурации контролируемой зоны).

Настройка извещателей под конкретные условия установки

Отмечаются две различные тенденции:

• минимизация настройки (что используется главным образом для эконом-класса устройств);
• расширение возможностей настройки (для применения на важных объектах).

Примером развития последней тенденции могут служить акустические извещатели разбивания стекла. Последние годы их совершенствование шло по пути расширения диапазонов типов и толщины стекол, и перечня источников помех. но как не бывает хорошего лекарства от всех болезней, так не может быть хорошего извещателя на все случаи жизни. Поэтому представляется целесообразным разработка извещателей с выбираемым алгоритмом, оптимизированным под конкретный тип стекла и его параметры. Это вряд ли сложно решается в варианте цифровой обработки, в частности, имеющей принцип. возможность цифровой фильтрации. Сказанное относится не к массовым извещателям эконом-класса, а к устройствам с высокой надежностью обнаружения и способностью адаптации к особенностям объекта (например, принцип. возможность регулировки положения микрофона в извещателях).

Говоря об эксплуатационных характеристиках, отметим следующие конструктивные особенности: специальные экраны для защиты элементов схемы от случайного повреждения; каналы на основании корпуса для подводки проводов; дополнительные клеммы (например, для оконечных резисторов), исключающие необходимость использования распределительных коробок; достаточное место для подводки проводов; скошенные клеммы для более удобного подключения проводов шлейфа и другие особенности, направленные на упрощение монтажа и снижение затрат на него.

Отметим так же некоторые тенденции, которые относятся не только к извещателям, но и к ПКП, поскольку те являются взаимосвязанными. Это увеличение информативности шлейфов, без которой в значительной степени бессмысленно увеличение информативности самих извещателей, и увеличение доли адресных устройств, связанное с расширением технологических возможностей. Можно предположить появление адресно-аналоговых охранных извещателей с распределением уровней принятия решений м. извещателем и ПКП. Если сейчас решение о тревоге принимается в самом извещателе и на ПКП передается бинарный сигнал (норма/тревога), то в рассматриваемом случае аналоговый сигнал или, точнее, многоуровневый, при использовании цифровой обработки будет анализироваться приемно-контрольным прибором.

Общее развитие и все более широкое применение эффективных каналов связи вычислительных систем и сетей с высокой пропускной способностью в различных областях техники в сочетании с развитием технологического уровня микроэлектроники на определенном этапе приведет к появлению сетевых извещателей (как появились сетевые телекамеры). но здесь, как и в ряде других случаев, встает вопрос о разумной степени интеграции систем охранной сигнализации с другими системами.

Выше отмечались различные тенденции и особенности для извещателей разных классов. Как недостаток существующих ГОСТов можно отметить отсутствие градаций извещателей по основным параметрам. Представляется целесообразным ввести разделение извещателей на группы. Эти группы могут быть обозначены как эконом-класс (дешевый, с минимальными требованиями к ним и значениями параметров), стандартный (средний) и высокой надежности (наиболее дорогой, но и обладающий максимальным набором функциональных характеристик, с максимальными значениями параметров, в том числе помехоустойчивости). Так, например, вряд ли стоит требовать от всех ПИК-извещателей устойчивости к засветке 6500 люкс. Это даст принцип. возможность более корректного функционального и ценового выбора устройств с учетом реальных требований и особенностей объекта.

Читайте далее:
Все по плану
Оглядимся вокруг
Адресно-аналоговые системы – раннее обнаружение пожара
Волоконно-оптические технологии в системах видеонаблюдения и охраны периметра
Пожар отменяется!
Функциональное тестирование
Интеграция систем автоматической пожарной защиты здания на основе адресно-аналоговых систем пожарной
iTС ESCORT Системы оповещения нового поколения. Киберсистема (продолжение)
JDM
Концепция интеграции унифицированных систем безопасности
Куда катится мир, или Системы PUBLIC ADDRESS от компании "Имлайт"
Линейные тепловые пожарные извещатели
Человек хочет не знаний, а определенности
Адресно-аналоговые системы
В безопасность необходимо вкладывать деньги