Система физической защиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

От системы физической защиты требуется создание условий, способных противостоять самым изощренным методам террора, снижающих роль человеческого фактора в достижении преступных намерений, способных минимизировать негативные последствия вследствие выхода радиоактивности за установленные лимиты.

Физическая защита - это деятельность, направленная на защиту интересов национальной безопасности, предупреждение и прекращение актов ядерного терроризма, хищения или какого-либо другого незаконного изъятия ЯМ, а также укрепление режима нераспространения ядерного оружия. Одним из самых важных моментов в вопросе обеспечения физической защиты является определение целей физической защиты. В Законе Украины " О физической защите ядерных установок, ядерных материалов, радиоактивных отходов, других источников ионизирующего излучения" дана формулировка целей:

а) создание условий, направленных на минимизацию возможности совершения диверсии, кражи или любого иного неправомерного изъятия радиоактивных материалов и укрепления режима нераспространения ядерного оружия;

б) содействие осуществлению мероприятий по розыску и возвращению пропавших ядерных материалов, радиоактивных отходов, других источников ионизирующего излучения и сведение к минимуму радиологических последствий диверсии.

Система физической защиты представляет собой совокупность организационно-правовых, оперативно-розыскных и инженерно-технических мероприятий, предназначенных для создания условий которые делают невозможными акты ядерного терроризма, хищения или любого другого незаконного извлечения ядерного материала, а также укрепление режима нераспространения ядерного оружия.

Основными функциями СФЗ являются (рисунок 1.1):

· обнаружение;

· задержка;

· реагирование.

Важно подробно рассмотреть эти функции, так как для анализа системы необходимо глубокое понимание сущности этих функций и показателей их эффективности. Необходимо знать, что для эффективной задержки нарушителя необходимо его обнаружить. Для того, чтобы система эффективно выполняла эту задачу, необходимы осведомленность о нападении (обнаружение) и замедление продвижения нарушителя к цели (задержка), что обеспечит силам реагирования достаточно времени для прерывания последовательности действий или остановки нарушителя (реагирование).

Обнаружение представляет собой выявление акции нарушителя, которая может носить как скрытый, так и открытый характер. Показатели эффективности для функции обнаружения:

- вероятность обнаружения акции нарушителя;

- продолжительность времени, уходящего на передачу информации и оценку аварийной ситуации;

- частота передачи ложных сигналов тревоги;

Что касается оценки, то она начинается сразу же, как получен сигнал срабатывания или получено сообщение об аварийной ситуации. Эффективная система оценки обеспечивает два типа данных, связанных с обнаружением:

1) является тревога истинной или ложной;

2) какова причина тревоги (что, кто, где и в каком количестве).



Рисунок 1.1 - Основные функции СФЗ

Вероятность обнаружения для определенного датчика охватывает оба этих показателя. В функцию обнаружения СФЗ входит также контроль доступа, (разрешение прохода лицам, которым это позволено, и обнаружение несанкционированного прохода или выноса материалов). Показателями эффективности контроля доступа являются пропускная способность, частота ошибочных проходов, частота ложных отказов.

Пропускная способность определяется количеством персонала, который проходит в единицу времени при условии, что всем, кто пытается пройти, это разрешено.

Частота ошибочных проходов -- это частота, с которой разрешается проход лицам с подложными документами или неверно идентифицированных (опознанных).

Частота ложных отказов -- это частота отказов в доступе лицам, которым это разрешено.

Силы охраны также могут выполнять функцию обнаружения. Охранники, находящиеся на постах или осуществляющие патрулирование, могут сыграть важную роль в обнаружении проникновения.

Задержка -- вторая функция СФЗ, которая замедляет продвижение нарушителя к цели. Она достигается путем использования барьеров, замков, а также привлечения персонала.

Персонал сил охраны также можно рассматривать как средство задержки, если он размещен на хорошо защищенных позициях. Показателем эффективности задержки является время, которое потребуется нарушителю (после обнаружения) для того, чтобы обойти каждый элемент задержки. Хотя нападающий может быть задержан еще до обнаружения, такая задержка не играет роли при оценке эффективности СФЗ, так как не предоставляет дополнительного времени для реагирования на действия нарушителя. Задержка до обнаружения по существу является сдерживанием.

Функция реагирования состоит из действий, предпринимаемых силами для воспрепятствования действию нарушителя. Прерывание определяется как прибытие достаточного количества персонала сил реагирования в соответствующее место для остановки нарушителя. Показателем эффективности реагирования является длительность интервала времени между получением информации об акции нарушителя и ее прерыванием.

Силы реагирования - специально наученные вооруженные и оснащенные военные подразделения правоохранительных органов. Силы реагирования состоят из специальных групп подразделений охраны ядерной установки и сил помощи извне.

Развертывание включает в себя действия сил реагирования между моментом получения ими сообщения и временем их появления на позициях с целью прерывания акции нарушителя. Показатели эффективности для этой функции -- вероятность своевременного развертывания сил реагирования в районе расположения нарушителя и время, необходимое для этого.



1. Состав и назначение подсистемы обнаружения

Обнаружение - это раскрытие действий, совершаемых диверсантами. К функции обнаружения относится оповещение о тайных или открытых действиях диверсантов с помощью извещателей или систем контроля доступа. Для того чтобы действия диверсантов были раскрыты, необходимо, чтобы произошли следующие события в указанной последовательности:

-извещатель регистрирует необычное явление и передает сигнал тревоги;

-информация, переданная датчиком и подсистемами оценки аварийной ситуации, регистрируется и выводится на дисплей;

-ответственное лицо оценивает полученную информацию и решает, является ли переданный сигнал тревоги действительным или ложным. Если выносится решение, что полученный сигнал тревоги недействителен (то есть передан в результате безопасных помех), обнаружение не имеет места. В случае если сигнал действителен, имеет место обнаружение действий диверсантов.

Подсистема обнаружения предназначена для охраны зон ограниченного доступа и жизненно - важных мест, документирования постановки/снятия /на охрану помещений и выдачи сигналов тревоги при обнаружения несанкционированных действий. Она включает в себя оборудование и процедуры, которые используются для подтверждения права персонала ставить под охрану или снимать с нее помещение согласно с индивидуальным кодом, который набирается на кодонаборном устройстве.

Подсистема обнаружения позволяет обеспечить:- обнаружить вторжение в запретную зону периметра установки, в другие зоны ограниченного доступа;

- обнаружение вторжения в жизненно важные места;

- документирование постановки на охрану, или снятие с охраны помещения.

Подсистема обнаружения на ядерном объекте предназначена для обнаружения нарушителя на объекте. При обнаружении нарушителя подсистема формирует сигнал тревоги в реальном масштабе времени. Вся информация о сигналах тревоги и состояние элементов подсистемы обнаружения архивируется и может быть использована для анализа и прогнозирования ситуации.

Подсистема обнаружения имеет в своем составе извещатели, которые позволяют с высокой степенью вероятности отличить сигнал, вызванный человеком, на фоне помеховых воздействий окружающей среды. Для обнаружения вторжения в зависимости от места установки применяются внешние и внутренние средства обнаружения (извещатели), активного или пассивного типа. Активный извещатель состоит из передатчика и приемника, передатчик генерирует сигнал, а приемник - принимает его. Пассивный извещатель не имеет передатчика.

Данная система состоит из внешних (периметровых) и внутренних (объектовых) средств обнаружения. Внешние средства обнаружения используются на открытой местности для блокирования участков периметра объекта, а объектовые средства обнаружения устанавливаются внутри зданий и помещений.

Для технических средств обнаружения вторжения окружающая среда со всеми разнообразными ее параметрами и факторами, которые воздействуют на них, является составной частью их информационного канала, в котором реализуется процесс обнаружения. Поэтому качество технических средств обнаружения значительной мерой определяется тем, в какой мере реализованы ими алгоритмы и их электрические схемы, способные учитывать внешние факторы, или адаптироваться к ним. Технические средства обнаружения, которые эксплуатируются в помещениях, попадают под влияние небольшого числа внешних факторов, значения которых изменяются в достаточно узких диапазонах. Внешние технические средства являются наиболее сложным оборудованием, потому что и они должны обеспечивать надежное и эффективное функционирование в воздействия большого количества внешних факторов, значения которых изменяются в широких диапазонах.

1.1 Классификация охранных извещателей

Существует несколько способов классификации типов извещателей вторжения. В данном случае используются следующие критерии:

- активные или пассивные

- скрытые или видимые

- объемное или линейное детектирование

- применение

По физическому принципу действия внешние извещатели обнаружения делятся на:

- емкостные;

- радиоволновые;

- радиолучевые;

- микроволновые;

- инфракрасные;

- вибрационные;

- вибромагнитометрические;

- сейсмические;

- оптоволоконные;

- комбинированные;

- тензочувствительный кабель;

- извещатели с натянутой проволокой;

- извещатели с перфорированным коаксиальным кабелем;

- сбалансированные сейсмоизвещатели;

Антенное приспособление емкостных извещателей допускает использование его в вертикальной и горизонтальной плоскости, позволяет отслеживать рельеф местности и другие топографические особенности объекта. В случае прохождения участка емкостной системы поблизости высоковольтных линий электропередач емкостные извещатели не устанавливаются, а на данном участке устанавливаются извещатели другого принципа действия, который не поддается воздействию высоковольтных линий.

Более эффективны радиолучевые средства обнаружения, использующие также пару "излучатель-приемник", по другой диапазон излучения -- микроволновый. Если зона обнаружения у ИК датчика -- луч диаметром в 1--2 см, радиолуч имеет вид вытянутого эллипсоида, диаметр которого в середине зоны составляет от 80 до 500 см в зависимости от размеров антенны и частоты излучения. Объемная зона обнаружения является несомненным достоинством датчика, ее труднее преодолеть без сигнала тревоги. На работоспособность радиолучевых средств практически не влияют дождь, туман, ветер, однако они требуют при эксплуатации наличия геометрически свободного пространства между излучателем и приемником и перестают работать при образовании сугробов, "затеняющих" луч.

МВ-извещатели являются устройствами обнаружения движения, которые заполняют контролируемую зону электромагнитным полем. Движение в зоне приводит к возмущению поля и вызывает сигнал тревоги. МВ-извещатели могут использоваться для внешнего и внутреннего применения.

МВ-извещатели излучают сигналы в рентгеновской полосе частот. Эти сигналы генерируются диодом Ганна в пределах, не влияющих на людей или работу кардиостимуляторов. Несмотря на очень малую энергию излучения, такие системы обеспечивают передачу сигнала в зоне прямой видимости на расстояние до 120 м. Обнаружение вторжения прямо связано с принципом доплеровского смещения частоты. Большинство извещателей настроены на измерение доплеровского сдвига от 20 Гц до 120 Гц. Такие частоты характерны для движения людей. Объекты, которые не производят сигнала в пределах заданной частоты, игнорируются датчиком, объекты, сигнал от которых попадает в заданные рамки, вызывают сигнал тревоги.

Инфракрасные извещатели устанавливаются как на ограждении, так и на отдельных опорах. За последнее время разработаны многолучевые инфракрасные извещатели, которые создают вертикальный лучевой барьер, который позволяет исключить ложные сигналы тревоги.

Инфракрасные извещатели устанавливаются на открытой местности без растительности, кроме этого поверхность земли должна быть ровной. При применении инфракрасных извещателей необходимо применять приспособления, которые исключают засвечивание линз от солнца или от ламп освещения. Для исключения возможности нейтрализации такого датчика поверхность земли в контролированном объеме не должна быть выпуклая или вогнутая и должна иметь асфальтированное покрытие. Как правило, устойчивая работа инфракрасных извещателей обеспечивается на расстоянии до 100м.

Вибрационные извещатели устанавливаются на защитных ограждениях, как правило, изготовленных из проволоки или металлических решеток. Стойки ограждения должны быть жесткими, а секции ограждения хорошо натянутыми. В качестве чувствительного элемента используется специальный или оптоволоконный кабель. На внешнем ограждении не рекомендуется устанавливать вибрационные извещатели из - за возможности нейтрализации их путем подкопа под ограждение или другого перехода над ограждением.

В вибромагнитометрических датчиках вибрация ограждения, на котором установленный датчик, приводит к вибрации проводов чувствительного элемента в постоянном магнитном поле Земли и генерации электрических сигналов. После обработки в электронном блоке этих сигналов формируется сигнал тревоги.

Сейсмические извещатели представляют собой цепь сейсмоприемников, расположенных в земле на глубине 0.2 м - 0.3 м, которые регистрируют возмущение грунта, вызванные бегом, ходьбой, прыжками, переползанием нарушителя. Сейсмические извещатели поддаются воздействию преград от промерзания грунта, энергии ветра, переданной грунту в виде колебаний, вызванных колебаниями ограждений, деревьев, столбов. Поэтому их применение ограничено.

Оптоволоконный извещатель представляет собой разветвленную сеть, которая может накладываться на готовые стены или потолок, или устанавливаться внутрь их при строительстве. Оптоволоконная сеть предназначена для обнаружения низкочастотных колебаний, вызванных долблением, пилением, сверлением, забиванием, т.е. попыткой физического проникновения через конструкцию, на которой она установлена.

Оптоволоконный кабель действует как линейный датчик. На одном его конце находится светоизлучающий диод (СИД), свет от которого проходит по волоконной сети и собирается на другом конце детектором, регистрирующим слабые изменения сигнала. При определенных изменениях в структуре сигнала процессор генерирует сигнал тревоги.

Такие извещатели отличаются очень высокой чувствительностью, поэтому следует тщательно рассматривать возможность их применения для конкретных стен или потолков. Оптоволоконный извещатель может вызывать ложные тревоги, если он установлен на стены, подверженные внешним колебаниям (транспорт, поезд, активное пешеходное движение) или колебаниям из-за оборудования в помещении. Однако вмонтированный оптоволоконный датчик, хотя и обладает высокой чувствительностью к слабым изменениям структуры светового сигнала, может быть легко откалиброван и настроен на обнаружение различных видов вторжения.

Комбинированные системы представляют собой сочетание нескольких извещателей разного физического принципа действия. Размещение чувствительных элементов в них выбирается таким образом, чтобы сигнал от проникновения нарушителя возникал одновременно в нескольких датчиках, а преграды, которые производят разные воздействия на каждый из них, были разнесены во времени. Сигнал тревоги формируется только при одновременном срабатывании некоторых двух извещателей, которые входят в систему. Это обеспечивает резкое снижение частоты ложных сигналов, сохраняя высокую вероятность обнаружения.

Тензочувствительные кабели являются линейными датчиками, которые используют электрическую энергию как передающую и детектирующую среду. Линейные извещатели обеспечивают одинаковую чувствительность по всей длине охраняемой зоны. Кабель проходит от сигнального процессора до концевого резистора, который предохраняет кабель от обрезания, замыкания или отключения от процессора.

После установки на ограждении кабель подвергается механическим колебаниям, связанным с попытками разрезать, поднять ограждение или влезть на него. Такие нагрузки наводят в кабеле электрические сигналы, пропорциональные приложенному усилию. Эти сигналы посылаются в процессор для фильтрации сигналов, характерных для вторжения. Возможности датчика позволяют использовать "прослушивание", позволяющее пользователю "слышать" причину тревоги.

Есть два основных типа тензочувствительных кабелей: коаксиальный, в котором центральный проводник несет постоянный электростатический заряд, и магнитный полимер, в котором применяются два полукруглых провода из магнитного полимера, разделенные воздушным зазором с двумя неизолированными проводниками.

Извещатели с натянутой проволокой комбинируют колючую проволоку ограждения с микрореле для обнаружения изменения натяжения материала ограждения, в отличие от других извещателей ограждения, которые детектируют колебания или нагрузки.

Извещатели с натянутой проволокой представляют собой последовательность микрореле, соединенных с натянутой колючей проволокой, которая устанавливается на вершине проволочного ограждения или как отдельное ограждение. Реле состоит из подвижного центрального стержня, подвешенного внутри цилиндрического проводника. В нормальном "открытом" положении центральный стержень находится посредине цилиндра и не касается его краев.

Реле устанавливаются примерно в 15 см по вертикали на внутренней стороне защищенного от повреждения корпуса, который монтируется на стойке ограждения вблизи середины зоны датчика. Корпус крепится на верху ограждения и может выходить наружу, включая кронштейны, если необходимо. Отдельные нити колючей проволоки натягиваются и подключаются к датчику так, чтобы он находился в нормально "открытом" положении. Усиление или ослабление натяжения проволоки, которое происходит при попытке нарушителя влезть, растянуть или обрезать проволоку, приводит к тому, что внутренний центральный стержень касается окружающего его цилиндра, замыкая контакт и вызывая сигнал тревоги.

Уникальным, важным свойством реле является гибкое пластичное крепление корпуса реле. Этот материал обладает свойствами пластичности, которые позволяют реле всегда находиться в нейтральном положении при постепенном воздействии внешних сил, таких как выравнивание ограждения или замерзание/оттаивание. Это свойство предотвращает предварительное натяжение реле, которое может изменить заданную чувствительность датчика.

Извещатель не очень подвержен ветру и для его активации требуется значительное натяжение/усилие. Конструкция с натянутой проволокой предназначена для активации тревоги при первом же замыкании реле, так как это может быть единственным свидетельством попытки вторжения или проникновения. Регулярное обслуживание (натяжение) системы критично для того, чтобы система работала как положено.

Скрытые извещатели с перфорированным коаксиальным кабелем представляют собой коаксиальные кабеля, которые имеют во внешнем экранировании маленькие, близко расположенные отверстия. Эти отверстия позволяют электромагнитной энергии выходить наружу на небольшое расстояние. Излучение из таких кабелей создает электрическое поле, которое возмущается при вступлении в него нарушителя.

Коаксиальные кабеля с отверстиями устанавливаются парами, на расстоянии примерно 1.5 метра друг от друга. Процессоры испускают радиочастотный импульс по одному из кабелей и принимают его по другому. Скорость распространения импульса постоянна, что создает стандартную амплитудную характеристику, которая принимается сигнальным процессором. Эта характеристика хранится и постоянно обновляется для учета незначительных/постепенных изменений в окружающей среде. При попытке вторжения характеристика сигнала изменяется значительно. Если изменения выходят за допустимые пределы, генерируется сигнал тревоги.

Имеется два основных типа скрытых извещателей с перфорированным коаксиальным кабелем: извещатели непрерывной волны и импульсные извещатели. В обоих случаях кабеля устанавливаются парами.

Сбалансированный линейный сейсмоизвещатель является подземной системой, которая обнаруживает сейсмические колебания. Такие колебания обычно вызываются персоналом, животными или движением транспорта на поверхности грунта, в котором установлены извещатели.

Линейные сейсмоизвещатели состоят из герметичных гибких кусков труб или шлангов, заполненных водой или раствором антифриза. Обычно используется две трубы на зону. Размер зоны зависит от плотности и состава почвы и природы поверхностного материала. Трубы очень чувствительны к изменениям давления и реагируют на давление, приложенное к среде, в которую они имплантированы. Процессор контролирует/регулирует давление внутри труб и генерирует сигнал тревоги, если давление отклоняется от определенной нормы.

Когда нарушитель/транспортное средство приближается к зоне обнаружения, грунт начинает сжиматься в прямой зависимости от распространения волн сжатия, вызванных воздействием веса и движения. Бегущий человек создает более сильное сжатие, чем идущий шагом, тяжелый человек, шагающий вертикально, создает большее сжатие, чем легкий, движущийся на четвереньках. Ближний к точке сжатия извещатель реагирует на энергию (давление), передаваемую через почву (среду заглубления) и в свою очередь пропорционально изменяет давление в дальней трубе. Сейсмочувствительное устройство определяет изменение давления в обеих трубах и генерирует электрический сигнал, пропорциональный приложенному давлению. Сигналы от обеих труб сравниваются и передаются на анализатор. Если давление между двумя трубами превышает заданное значение, анализатор генерирует сигнал тревоги.

Внутренние извещатели обнаружения применяются для обнаружения вторжения в закрытые помещения. При выборе внутренних извещателей необходимо учитывать наличие в помещениях, которые защищаются, таких факторов, которые могут повлиять на вероятность обнаружения:

- электромагнитные воздействия;

- радиоактивное излучение;

- акустические шумы;

- тепловые излучения;

- оптические излучения;

- вибрационные воздействия;

- метеорологические условия (влажность, температура, атмосферное давление, движение воздуха).

В зависимости от способа применения внутренних извещателей обнаружения делятся на:

- извещатели проникновения;

- извещатели перемещения;

- извещатели приближения.

Извещатели проникновения по принципу действия делятся на:

- вибрационные извещатели;

- электромеханические извещатели;

- инфразвуковые извещатели;

- емкостные извещатели.

Для регистрации нарушителя, который проник во внутренне закрытое помещение, применяются извещатели перемещения.

Извещатели перемещения делятся на:

- микроволновые;

- ультразвуковые;

- инфракрасные;

- акустические;

- комбинированные;

Защита оборудования и материалов, расположенных в середине помещений, может осуществляться с использованием извещателей приближения, которые регистрируют приближение человека к объекту.

Извещатели приближения по принципу действия делятся на:

- емкостные извещатели;

- извещатели давления;

1.2 Виды помех и их возможные источники

Извещатели в процессе эксплуатации подвергаются воздействию различных помех и мешающих факторов, среди которых основными являются: акустические помехи и шумы, вибрации строительных конструкций, движение воздуха, электромагнитные помехи, изменения температуры и влажности окружающей среды, помехи по сети электропитания, техническая неукрепленность объекта, халатность или ошибки собственника.

Степень воздействия помех на работу технических средств охранной сигнализации зависит от их мощности, принципа действия прибора, а также его схемно-технических решений.

Акустические помехи и шумы создаются промышленными установками, транспортными средствами, бытовой электро-, радиоаппаратурой, грозовыми разрядами и другими источниками. Для практической оценки в таблице 1.1 приведена сила звука различных источников акустических помех. Этот вид помех вызывает появление неоднородностей воздушной среды, колебания не жестко закрепленных остекленных конструкций и может служить причиной ложных срабатываний ультразвуковых, звуковых, ударноконтактных и вибрационных извещателей. При уровне шума более 60 дБ применять данные извещатели не рекомендуется. К ложным срабатываниям ультразвуковых извещателей также могут привести и высокочастотные составляющие акустического шума.

Таблица 1.1 - Сила звука источников акустических помех

Сила звука, дБ	Примеры звуков указанной силы
0	Предел чувствительности человеческого уха
10	Шорох листьев. Слабый шепот на расстоянии 1 м
20	Тихий сад
30	Тихая комната. Средний уровень шума в зрительном зале
40	Негромкая музыка. Шум в жилом помещении
50	Слабая работа громкоговорителя. Шум в учреждении с открытыми окнами
60	Громкий радиоприемник. Шум в магазине. Средний уровень разговорной речи на расстоянии 1 м
70	Шум мотора грузового автомобиля. Шум внутри трамвая
80	Шумная улица. Машинописное бюро
90	Автомобильный гудок
100	Автомобильная сирена. Отбойный молоток
120	Сильные удары грома. Реактивный двигатель
130	Болевой предел. Звук уже не слышен

Вибрацию строительных конструкций вызывают проходящие вблизи охраняемого объекта железнодорожные составы, поезда метрополитена, работа мощных компрессорных установок и тому подобное. Особенно чувствительны к вибрационным помехам ударноконтактные и вибрационные извещатели, поэтому на объектах, подверженных таким помехам, эти извещатели применять не рекомендуется.

Движение воздуха в охраняемой зоне вызывается в основном тепловыми потоками вблизи отопительных устройств, сквозняками, вентиляторами и т. п. Наиболее подвержены влиянию воздушных потоков ультразвуковые и пассивные оптико-электронные извещатели. При монтаже этих извещателей необходимо строго соблюдать требования по их установке.

Электромагнитные помехи создаются грозовыми разрядами, мощными радиоустановками, высоковольтными линиями электропередач, распределительными сетями электропитания, контактными сетями электротранспорта, установками для научных исследований и т. п. К данному типу помех не восприимчивы магнитоконтактные и ударноконтактные извещатели. Наиболее подвержены воздействию электромагнитных помех радиоволновые и емкостные извещатели. Причем радиоволновые извещатели в большей степени восприимчивы к радиопомехам, а емкостные - к помехам от близко расположенных (менее 10 м) к охраняемому объекту электрических установок мощностью более 15 кВА.

В процессе эксплуатации технических средств охранной сигнализации в сети его питания постоянно присутствуют различные электромагнитные помехи, Среди них можно выделить несколько типов: - импульсные высоковольтные броски (пики) - броски напряжения до 3 кВ длительностью от 0,1 до 10 мс, возникающие при ударе молнии вблизи линии электропередач, переключении мощных электрических машин и аппаратов, электростатических разрядах;

- периодические выбросы (пики на максимуме синусоиды) - периодические броски напряжения, причиной которых являются работа ламп дневного света, лифтового оборудования, а так же неисправности электросети;

-падение напряжения - медленное падение напряжения до 170-180 В при одновременном подключении к сети большого числа мощных потребителей (в промышленных районах - в рабочее время, в жилых кварталах - ранним утром и с наступлением сумерек);

- интерференция - (наложение) радиочастот - электрическое сложение волн, причиной которых являются мощные электропереизвещатели, сварочные аппараты, медицинское и офисное оборудование. Проявляется в модуляции частотой сигнала возмущающего устройства синусоиды питающего напряжения;

- спады и подъемы - понижение до 170 В или повышение до 240 В напряжения в течение нескольких периодов, возникающих при подключении к фазе мощных потребителей - тяжелого оборудования, лифтовых устройств, запуске электродвигателей;

- девиация - нестабильность частоты питающего напряжения;

- провалы - кратковременное (до половины периода) отключение энергии, выражающееся в резком падении синусоиды напряжения до нуля с последующим восстановлением;

- полное отключение энергии ~ исчезновение синусоиды питающего напряжения на неопределенное время.

При использовании на объекте люминесцентного освещения, источником помех для радиоволновых извещателей являются мигающий с частотой 100 Гц столб ионизированного газа лампы и вибрация арматуры лампы с частотой 50 Гц. Дальность обнаружения люминесцентных светильников всего в 3-5 раз меньше дальности обнаружения человека, поэтому на период охраны рекомендуется выключать люминесцентные лампы, а в качестве дежурного освещения использовать лампы накаливания. Допускается применять радиоволновые извещатели, у которого в схеме обработки входного сигнала используется микропроцессор, "вырезающий" спектральные составляющие помех люминесцентного освещения.

Изменения температуры и влажности окружающей среды на охраняемом объекте могут быть как медленными (при изменении погодных условий), так и сравнительно быстрыми (при смене времени суток в неотопительный период). При этом если температура и влажность меняются в пределах, оговоренных в технических условиях, аппаратура охранной сигнализации работает устойчиво без ложных срабатываний.

Затухание ультразвуковых колебаний в воздухе зависит от его температуры и влажности. Например, при повышении температуры среды от +10 ° до +30 °С коэффициент затухания возрастает в 2,5-3 раза, а при повышении влажности от (20-30) до 98 % и понижении ее до 10 % коэффициент затухания изменяется в 3-4 раза. Уменьшение температуры на объекте в ночное время по сравнению с дневным приводит к уменьшению коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний и, как следствие, к увеличению чувствительности извещателя (увеличению дальности обнаружения). При наличии ложных срабатываний рекомендуется дополнительно провести регулировку извещателя в ночное время.

Техническая неукрепленность объектов оказывает значительное влияние на устойчивость работы магнитоконтактных извещателей, применяемых для блокировки на "открывание" элементов строительных конструкций (дверей, окон, фрамуг и т. п.). Кроме того, плохая техническая укрепленность может служить причиной ложных срабатываний других извещателей из-за возникновения сквозняков, вибраций остекленных конструкций и т. п.

Движение мелких животных и насекомых в ближней зоне может восприниматься извещателями, принцип действия которых основан на эффекте Доплера, как движение нарушителя. К таким извещателям относятся ультразвуковые и радиоволновые. Кроме того выявлено, что движение насекомых (тараканов, мух и т.п.) непосредственно по поверхности линзы пассивных оптико-электронных извещателей может вызвать ложные срабатывания.

Радиопроницаемость элементов строительных конструкций может стать причиной ложных срабатываний радиоволнового извещателя, если стены имеют малую толщину или в них имеются значительные по размерам тонкостенные проемы, окна, двери. Энергия, излучаемая извещателем, может выходить за пределы помещения, при этом извещатель обнаруживает проходящих вне объекта людей или проезжающий транспорт.

Крупные металлические конструкции, находящиеся в зоне обнаружения могут переотражать СВЧ энергию за пределы объекта, а при установке извещателя в узких коридорах шириной менее 3 м дальность обнаружения может увеличиваться в 1,5 - 2 раза, что может привести к ложным срабатываниям.

1.3 Классификация приборов приемно-контрольных

Прибором, который составляет основу СОС (подсистемы обнаружения) является прибор приемно - контрольный охранный и охранного пожарный.

Прибор ППК охранный и охранно - пожарный (в документации на зарубежную продукцию может называться централью или концентратором) в дальнейшем будем называть ППК, выполняет следующие функции:

- принятие извещений от извещателей или других приборов и приспособлений, сбор, обработка, передача этих извещений в заданном виде;

- в некоторых случаях для электропитания извещателей или выносных приспособлений в случае необходимости (по шлейфу извещателя или по отдельным цепям);

- контроль за состоянием шлейфа извещателя;

- передача извещений через объектовое приспособление соединений в центр принятия тревожных извещений;

- управление звуковыми и световыми оповещателями;

- управление некоторыми приспособлениями (если конкретный ППК имеет такие функции);

- обеспечение процедур взятия и снятия объекта с охраны;

- управление приспособлениями системы доступа (если конкретный ППК имеет такие функции).

Кроме того ППК может использоваться в автономном режиме работы с подключением звукового или/и светового оповещателей на объекте, который охраняется.

В зависимости от назначения ППК делятся на охранные, охранно - пожарные, охранно - маршрутные, универсальные.

Для некоторых видов объектов могут существовать специальные типы ППК, например, для охраны пожарно- и взрывоопасных помещений.

По виду организации тревожной сигнализации на объекте, приборы могут подразделяться на:

- Автономные ППК - предназначенные для обеспечения автономной видособленной сигнализации. В таких приборах извещения о состоянии контролируемого объекта выдаются лишь на звуковые и световые оповещатели, которые установленные на объекте, который охраняется, или в непосредственной близости к нему.

- Локальные ППК - предназначены для обеспечения автономной (локальной) сигнализации, при которой извещения о состоянии, а также управления контролированным шлейфом (зоной) осуществляется с помощью собственных средств отображения информации и управления (индикаторные панели, пульты), которые входят в состав ППК.

- Централизованные ППК - предназначенные для централизованной сигнализации и работы совместно или в составе с системой тревожных извещений. При этом извещения с ППК передаются на центр принятия тревожных сообщений с помощью использования разных каналов связи (коммутированные телефонные линии, радиоканалы, каналы мобильной связи и т.д.).

По способу контроля извещателей, которые подключены к ППК, приборы можно подразделить на:

-Безадресные ППК - приборы, в которых контролируемый извещатель не идентифицируется, они имеют лишь безадресные шлейфы или безадресные каналы связи.

-Адресные ППК - приборы, в которых определяется адрес (идентификационный номер) контролируемого извещателя, они имеют адресные шлейфы, адресные линии сигнализации или адресные каналы связи (в данной лекции не рассматриваются).

-Комбинированные ППК - приборы, в которых безадресные шлейфы сигнализации и адресные линии (каналы) связи.

По типу канала связи ППК с извещателями, приборы можно подразделить на:

- ППК с проводной связью с извещателями - используют для связи ППК с извещателями физические линии связи (проводные (проволочные) шлейфы сигнализации, адресные линии, электросеть, радиотрансляционная сеть, оптоволокно и другие;

- ППК с беспроводной связью с извещателями - используют для связи ППК с извещателями акустические, оптические, радио и другие каналы связи.

Классификация ППК согласно ГОСТ 26342 - 84

ППК классифицируются по таким параметрам:

1) по информационной емкости:

-ППК малой информативной емкости - до 5 шлейфов сигнализации;

-ППК средней информационной емкости - от 6 до 50 шлейфов сигнализации;

-ППК большой информационной емкости - больше 50 шлейфов сигнализации;

2) по информативности:

- малой информативности - до 2 видов извещений;

- средней информативности - от 3 до 5 видов извещений;

3) по возможности резервирования:

- без резервирования;

- с резервированием;



2. Разработка структурной схемы системы охранной сигнализации участка периметра ядерной установки

Разработка структурной схемы является начальным этапом проектирования любого электронного устройства. Структурной называется схема, которая определяет основные функциональные части изделия и связи между ними. Структурная схема лишь в общих чертах раскрывает назначение устройства и его функциональных частей, а также взаимосвязи между ними, и служит лишь для общего ознакомления с изделием. Составные части проектируемого устройства, в данном случае, системы, изображаются упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы, т.е. с применением условно-графических обозначений.

2.1 Выбор охранных извещателей для заданного участка периметра

При оснащении периметра извещателями необходимо рассмотреть влияние разных факторов, перечень которых приведен выше.

Для этого приводим краткую характеристику рассматриваемого ядерного объекта, а также метеоусловий в данной местности.

Гипотетическая ядерная установка расположена на холмистой местности в 3 км от ближайшего населенного пункта и в 10 км от железной дороги. Ядерный объект удален на 3 км от главной автотрассы. Трасса периметра холмистая. Вдоль границы периметра деревья, кустарники, высокая трава отсутствуют. Вблизи периметра расположены высоковольтные ЛЕП. Климат в данной местности отличается средней влажностью - 50%. Дожди умеренные. Уровень осадков в данной местности 250 мм от дождей и 200мм от снегопадов. Снегопады наблюдаются крайне редко. Температура зимой от -10 до +10 градусов за Цельсием, летом от +25 до + 35 градусов за Цельсием. В районе расположения гипотетической ядерной установки град выпадает в среднем 2 раза в год, грозы бывают 5-6 раз в году.

Для защиты внешнего заграждения от перелаза и разрушения установлен извещатель охранный линейный проводноволновой "Рельеф".

Данный извещатель предназначен для охраны периметров различных объектов со сложным рельефом местности, имеющим перепады по высоте и повороты в горизонтальной плоскости, при допустимой высоте снежного или травяного до 1 м при приземном применении с расположением верхнего провода (ВП) линейной части (ЛЧ) на высоте 1,8 м.

ЛЧ изготавливается из жил провода связи полевого П-274М, ВП обязательно должен быть из одной жилы, в качестве НП допускается не развивать провод связи полевой.

Извещатель предназначен для регистрации преодоления нарушителем зоны обнаружения (ЗО) между верхним (ВП) и нижним (НП) проводами линейной части (ЛЧ) способами в рост, согнувшись, при приземном применении или при перелазе через заграждение при козырьковом применении.

"Рельеф" предназначен для совместной работы с приборами приемно-контрольными (ППК), фиксирующими размыкание контактов реле; для непрерывной круглосуточной работы и сохраняет свои характеристики при воздействии:

- температуры окружающей среды от минус 50 до плюс 50° С;

- повышенной влажности воздуха до 98% при температуре 35° С;

- осадков в виде дождя, тумана, снега;

- солнечной радиации;

- ветра со скоростью до 20 м/с, порывы до 30 м/с.

Технические характеристики

Вероятность обнаружения нарушителя - не менее 0,98.

Длина ЛЧ при козырьковом применении от 25 до 250 м.

Расстояние между проводами ЛЧ при козырьковом применении 0,6 - 1,1 м

Извещатель не выдаёт сигнала тревога при:

-движении группы людей на расстоянии не менее 1,5 м от ЛЧ;

-движении автотранспортных средств, типа УАЗ-469, на расстоянии не менее 2 м от ЛЧ;

-движении в зоне обнаружения мелких животных: кошка, собака (высотой в холке не более 0,5 м и весом до 20 кг);

-пропадании напряжения питания на время не более 0,25 с.

Напряжение питания от 10 до 30 В

Ток потребления: - не более 0,045 А; с подогревом для модификации на минус 60⁰ С - не более 0,2 А

Выходное реле извещателя обеспечивает коммутацию напряжения не более 50 В, при токе не более 0,1 А. Сопротивление нормально замкнутых контактов реле (30075) Ом.

Извещатель формирует сигнал неисправность, выходного реле разомкнуто при:

- обрыве любого из проводов ЛЧ;

- коротком замыкании проводов ЛЧ между собой;

- пропадании напряжения питания;

- включенном режиме обучения.

Исходя из количества контролируемых зон периметра - 12 - необходимо 12 извещателей "Рельеф".

Для обнаружения нарушителя в запретной зоне установлен извещатель охранный радиоволновой линейный "Луч-МИ". Общий вид извещателя представлен на рисунке 2.1



Рисунок 2.1 - общий вид извещателя "Луч-МИ"

Принцип действия извещателя заключается в следующем: в пространстве между ПРД и ПРМ формируется электромагнитное поле в форме вытянутого эллипсоида вращения (см. рисунок 2.2). Вторжение человека в ЗО вызывает изменение распределения электромагнитного поля и, как следствие, изменение параметров принимаемого ПРМ сигнала. В рабочем режиме ПРМ постоянно обрабатывает принимаемый сигнал, сравнивает его величину с заданными порогами и по результатам обработки принимает решение о выдаче тревожного извещения.

Извещатель представляет собой двухпозиционное средство охранной сигнализации и предназначен для создания протяжённых рубежей охраны.

Извещатель рассчитан на непрерывную круглосуточную работу в условиях открытого пространства и сохраняет свои характеристики при температуре окружающей среды от -40°С до +50°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре +35°С.

Извещатель предназначен для применения совместно с охранными приёмно-контрольными приборами, регистрирующими размыкание контактов исполнительного реле и (или) с устройством сбора и обработки информации по интерфейсу RS-485.

Алгоритм обработки сигнала в ПРМ схематично выглядит так: поступающий на вход сигнал проходит через усилитель и сравнивается со значениями порогов по заданному алгоритму. Если текущее значение сигнала превышает значения порогов, ПРМ формирует сигнал срабатывания. Величину порогов можно регулировать, для этого в ПРМ имеется регулятор "MIN-MAX". Конструктивно этот регулятор представляет собой переменный резистор и регулировка осуществляется плавным поворотом оси этого резистора с помощью отвёртки. В положении MAX регулятора "MIN-MAX" помехоустойчивость извещателя будет максимальной, но при этом возможны пропуски нарушителя. В положении MIN регулятора чувствительность извещателя повышается: незначительные изменения входного сигнала ПРМ выходят за пределы установленных порогов и вызывают срабатывание.

Одной из технических характеристик извещателя является функция дистанционного контроля работоспособности. Сигнал дистанционного контроля подаётся постоянным напряжением амплитудой от 6 до 35 В на контакты "ДК+" и "ДК- " ПРД, гальванически развязанные от контактов "+" и "-". Этот сигнал прерывает работу ПРД, вследствие чего ПРМ формирует сигнал срабатывания.

Кроме контактов исполнительного реле информация о состоянии извещателя может передаваться на ССОИ по интерфейсу RS-485. Извещатель при использовании интерфейса представляет собой интегрированное в систему сбора информации адресное устройство и может включаться параллельно и синфазно в двухпроводную линию связи. Линия связи представляет собой экранированную витую пару соответствующего сечения с подключёнными на концах согласующими резисторами (терминаторами) сопротивлением от 120 до 300 Ом. Сопротивление согласующих резисторов выбирается исходя из волновых свойств кабеля.

Технические характеристики:

Длина зоны обнаружения (ЗО) извещателя от 10 до 300 м.

Конфигурация и габаритные размеры ЗО приведены на рисунке 2.2 и в таблице 2.1.



Рисунок 2.2 - Зона обнаружения "Луч-МИ"

L -длина участка;

h -высота ЗО;

b -ширина ЗО;

Таблица 2.1 - Характеристики ЗО

Размеры ЗО,м	Длина участка L, м
	10	100	200	300
h				1,8
b	2	3	5	7

ПРМ формирует тревожное извещение:

? при перемещении человека в ЗО со скоростью от 0,3 до 10 м/с способами "в рост" и "согнувшись" с вероятностью не менее 0,98;

? при отсутствии сигнала от ПРД;

? при подаче сигнала дистанционного контроля (ДК).

Тревожное извещение формируется размыканием контактов исполнительного оптоэлектронного реле (контакты НЗ) на время, не менее 3 сек, а также информационной посылкой по интерфейсу.

Электропитание извещателей осуществляется от источника постоянного тока в диапазоне напряжений от 6 до 35 В и пульсациях не более 0,02 В эфф.

Ток, потребляемый извещателем от источника питания, не более 0,02 А при напряжении 24 В. При уменьшении напряжения питания ток, потребляемый извещателем, возрастает.

Извещатель не формирует тревожное извещение при перемещении в его зоне обнаружения мелких предметов с линейными размерами не более 0,2 м.

Извещатель не формирует тревожное извещение при воздействии источника УКВ излучения в диапазоне 150-175 МГц мощностью до 40 Вт, расположенного на расстоянии более 6 м от извещателя.

Извещатель устойчив к воздействию электромагнитных помех по ГОСТ Р 50009-92 (импульсов напряжения в цепях питания, прерываний сетевого питания, электростатических разрядов, электромагнитных полей).

Извещатель формирует сообщение о вскрытии крышки ПРМ путём размыкания контактов кнопки блокировки (контакты БЛ), а также информационной посылкой по интерфейсу.

Средний срок службы извещателя - 8 лет.

Исходя из количества защищаемых участков, их размеров и необходимости наименьшего количества мертвых зон, необходимо 12 извещателей "Луч-МИ", при чем 4 из них будут применены с отражателем.

На внутреннем ограждении для обнаружения нарушителя установлен извещатель охранный трибоэлектрический "Микрос - 102".

Извещатель предназначен для оборудования периметральных заграждений с целью формирования сигнала тревоги при несанкционированном преодолении заграждения методом перелаза или разрушения конструкции (перекус, перепиливание, пробой, сверление и т.п.);

С помощью извещателя обеспечивается создание охраняемого рубежа протяжённостью до 1000 м, состоящего из двух независимых участков любой длины в пределах до 500 м каждый, причём при обнаружении нарушения по какому-либо участку формируется сигнал тревоги, соответствующий именно данному участку.

Извещатель выдает сигнал тревоги при нарушении целостности ЧЭ и при открывании крышки БОС, а также при падении напряжения питания ниже предела.

Максимальная чувствительность извещателя позволяет фиксировать локальные деформации кабеля ЧЭ с амплитудой не более 2 мм в направлении, перпендикулярном оси кабеля, и при относительной влажности воздуха не выше 80%.

Электропитание извещателя осуществляется от источника постоянного тока номинальным напряжением 24 В, с изменением в пределах от 9 до 36 В.

Мощность, потребляемая извещателем, не превышает 1,2 Вт.

Извещатель индицирует своё текущее состояние на лицевой панели.

Вероятность возникновения отказа, приводящего к ложному срабатыванию - не более 0,01 за 1000 ч работы.

Средний срок службы извещателя - не менее 10 лет.

Извещатель состоит из БОС и ЧЭ (стандартный телефонный кабель типа ТППэп). ЧЭ крепится непосредственно к заграждению. При преодолении нарушитель деформирует элементы заграждения (в большинстве случаев это - малая деформация, иногда даже не видимая глазом). При этом происходит деформация ЧЭ, и в нём происходит разделение зарядов за счёт "трибоэффекта" (электризация трением между жилой и изоляцией). В результате формируется аналоговый сигнал, который фильтруется и усиливается БОС. Если величина сигнала превышает пороговое значение, то БОС формирует сигнал тревоги (размыкание контактов реле).

Параметры реле: максимальный коммутируемый ток не более 0,1 А, напряжение не более 50 В, сопротивление в замкнутом состоянии не более 125±25 Ом (вместе с элементами грозозащиты).

При изменении условий окружающей среды происходит автоматическая подстройка чувствительности извещателя с тем, чтобы практически исключить ложные срабатывания.

Исходя из количества контролируемых зон периметра необходимо 12 комплектов извещателя.



2.2 Выбор прибора приемно-контрольного

Для данных объекта и системы обнаружение выбран контроллер AAN-100. (Рисунок 2.3)

Рисунок 2.3 - Плата контроллера AAN-100

Контроллер обеспечивает полный набор функций для осуществления контроля доступа, получения информации о работе охранной сигнализации и дистанционного управления системами технической безопасности. Несколько контроллеров могут быть объеденены в систему для управления несколькими тысячами считывателями карт и охранных зон. Общий размер системы ограничивается только возможностями сети и программного беспечения компьютера.

Каждый контроллер имеет 4 последовательных порта и может поддерживать в сумме до 100 различных устройств (считывателей, панелей охранной сигнализации, статусных панелей). Причем, существуют следующие ограничения на количество устройств одного типа, которые можно подключить к AAN-100: до 96 считывателей карт, до 32 панелей охранной сигнализации AIO-168/16по 16 зон каждая (всего 512 шлейфов). Контроллер поддерживает подключение к компьютеру по локальной сети или по интерфейсу RS-232, дублированную линию связи между контроллером и интерфейсными модулями/охранными панелями, функции зонального и временного контроля повторного входа, назначение до 32-х уровней доступа одной карте, автоматическую активацию/деактивацию карты в указанные дату и время, управление лифтовым оборудованием, управление группами охранных зон, задание временных зон из нескольких интервалов для считывателей карт и другие расширенные возможности.

Связь AAN-100 с периферийными устройствами обеспечивается посредством последовательной линии интерфейса RS-485 или по локальной сети. Контроллер поддерживает работу со считывателями прксимити-карт HID, смарт-карт MIFARE, интеллектуальным считывателем магнитных карт АР-500, а также другими считывателями различных технологий, имеющий выходной интерфей Wiegand.

Характеристики контроллера

- оперативная память до 139900 карт и до 65535 событий (1 Мб)

- 127 временных зон/256 уровней доступа/100 праздников

- До 6 интервалов в каждой временной зоне

- До 32 уровней доступа, назначенных на одну карту

- Управление сроком действия карты

- Зональный и временной контроль повторного входа

- До 96 считывателей карт различного типа

- До 24 интерфейсных модулей

- До 640 шлейфов охранной сигнализации

- До 352 управляемых релейных выхода

- Интерфейс связи с ПК: RS-232, Ethernet

- Интерфейс для связи с периферийными устройствами: RS-485, Ethernet

- Светодиодная индикация для отображения работы и диагностики системы

- Входное напряжение 12 В постоянного тока, 0,3 А

- Рабочее напряжение 13,6-28 В, 400 мА

- Контроллер соответствует стандартам UL 294/UL 1076

К данному контроллеру подключаем панель охранной сигнализации AIO-168. (Рисунок 2.4).

Рисунок 2.4- панель охранной сигнализации AIO-168

Данная панель имеет в наличии на одной плате как контролируемых охранных входов, так и релейных выходов.

Модуль AIO-168 контролирует 16 охранных шлейфов, обеспечивая резистивный контроль целостности шлейфов, различает и передает состояние тревоги, обрыва шлейфа и короткого замыкания шлейфа. Панель предоставляет пользователю 8 релейных выходов, контролирует извещатель вскрытия корпуса и извещатель сбоя питания. В состав AIO-168 входят съемные модули RS-232 или RS-485 для связи с контроллерами.