Технические средства авиационной безопасности

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ АБ

1. Структура системы охранной сигнализации (СОС) в аэропортах и назначение ее элементов.

Современное состояние проблемы обеспечения безопасности потенциально опасных объектов, к каковым относятся  и предприятия авиационного транспорта страны, определяется множеством факторов. Одним из самых очевидных, является изменение характера угроз, вызванное  активизацией диверсионно-террористической деятельности.

     В предыдущей  лекции было отмечено, что система  охраны объектов аэропорта является  составной частью интегрированной  системы безопасности и позволяет  обеспечивать безопасность внутренних  и внешних помещений объекта,  фиксировать и локализировать  места возгорания, уберечь предприятие  от убытков, вызванных огнем  и незаконным проникновением  лиц на территорию аэропорта.

   Главное назначение  охранной системы (охранной сигнализации) состоит в оперативном и гарантированном  извещении правоохранительные службы  о несанкционированном проникновении  в охраняемые помещения. Решение  данной задачи возможно только  при грамотном оснащении объекта  охраны современными высоконадежными  техническими средствами охранной  сигнализации или комплексных  систем безопасности.

Охранная сигнализация может  быть автономной – цель такой сигнализации отпугнуть злоумышленников и  оповестить службы безопасности звуковой сигнализацией с применением  мощных сирен. Но наибольший эффект от охранной сигнализации достигается  при подключении ее на пульт вневедомственной охраны или на пульт централизованного  наблюдения САБ.

В современных интегрированных  системах охранной сигнализации для  съёма информации служат датчики (инфракрасные и радиоволновые датчики движения, магнитные датчики открытия дверей и окон, акустические датчики разбития стекла, датчики удара и т.д.), а  базовым блоком - контрольные панели, на которые сводится вся информация от датчиков. Правильно составленная спецификация на современном комбинированном  оборудовании поможет предусмотреть  все тревожные ситуации охраняемого  объекта. Система с помощью специальных  датчиков может отследить протечку воды и утечку газа, и по заранее  введённой программе отдать команду  исполнительным устройствам комплексной  системы управления и охраны на выполнение того или иного действия (перекрыть  кран, включить сирену и т.п.). Системы  периметральной сигнализации берут под охрану не только помещение, но и прилегающую территорию по периметру. Цифровые компьютерные системы выводят на экран графический план охраняемого объекта и состояние каждого датчика. С компьютера можно также ставить систему на охрану и снимать с режима охраны.

Системы любой сложности  строятся на базе одних и тех же технических устройств. При решении  технических задач охраны в первую очередь необходимо выбрать основные параметры устройств, которые обеспечат  достаточную надежность выполнения возложенных на них функций.

Системы охранной сигнализации фиксируют факт несанкционированного доступа на охраняемую территорию, передают сигнал тревоги, например, на пульт охраны и включают исполняющие  устройства.

Система охранной сигнализации включает:

• датчики (обнаружители, средства обнаружения);

• пульт-концентратор;

• исполняющие устройства.

        Датчик - чувствительный элемент, преобразующий  контролируемый параметр в электрический  сигнал.

Особенность датчиков для  систем  охранной сигнализации состоит  в том, что они регистрируют, в  основном, неэлектрические величины. Измерение неэлектрических величин - сложная задача и при этом датчики  должны обеспечивать высокую надежность и достоверность контроля. Надежность датчиков обеспечивается, в основном, цифровыми методами обработки сигналов. Датчики объединяются в зоны. Под  зоной понимается один или несколько  датчиков, охраняющих определенный объект или участок объекта.

        Пульт-концентратор - центральное устройство системы.  Он выполняется на базе микропроцессора.  Все функции системы определяются  программой микропроцессора. Параметры  программы задает пользователь, в зависимости от его полномочий, со специального пульта.

Пульты-концентраторы могут  подключаться к персональным ЭВМ  для обработки и регистрации  сигналов тревоги, автоматического  анализа состояния датчиков и  функционирования всей системы.

Пульты-концентраторы могут  принимать и передавать сообщения  по телефонной сети через коммуникационный модуль в автоматическом режиме.

Большинство систем  охранной сигнализации дополняются датчиками  пожарной безопасности. Наиболее развитые системы могут включать другие подсистемы и дополняться, например, пультами дистанционного управления.

        При  организации охраны объектов  аэропорта охранная система должна  предусматривать:

- процедуру постановки-снятия  с охраны помещений (помещения  ставятся под охрану сотрудниками  службы безопасности, непосредственно  пользователями помещений);

- количество помещений  раздельно ставящихся-снимаемых  с охраны;

- количество постов охраны;

- возможность наращивания  системы в процессе ее эксплуатирования

- количество рубежей  охраны;

- необходимость ведения  протокола событий в системе;

- возможность интеграции  системы с другими системами  безопасности      (видеонаблюдения,  контроля доступа, пожарной сигнализации).

 

         Кроме того,  для охраны объектов  используются:

- подразделения охраны  службы авиационной безопасности  аэропорта; 

- подразделения вневедомственной  охраны;

- могут использоваться  сторонние (частные) охранные  структуры.

 

2. Функциональная схема ИК-датчика СОС и принцип её работы

 

На рис. 4а изображена функциональная  схема ИК-детектора

Напряжение питания величиной  от 3 до 15 В подается на вывод 1 пироприёмника.

 Сигнал с выхода 2  пироприёмника подается на двухкаскадный согласованный усилитель, обеспечивающий общий коэффициент усиления 10000.С выхода усилителя сигнал подаётся на вход компаратора (сравнивающего устройства), где он сравнивается с некоторым, заранее установленным, уровнем. Полоса пропускания усилителя ограничена до 10 Гц, для ослабления высокочастотных помех и надежного срабатывания компаратора при восприятии положительных и отрицательных перепадов выходного напряжения пироприёмника. 

 

Рис  4а

 

Пироприёмник  (например, RE200B) имеет два чувствительных элемента, включенных по схеме компенсации напряжения. Такой способ включения позволяет избавиться от посторонних сигналов, вызываемых вибрацией, изменением температуры и солнечного освещения.

 

Усилитель и компаратор образуют электронный блок ИК-датчика.

Принципиальная схема  электронного блока пироэлектрического датчика  (как пример)  показана на рис. 5.

          Конденсаторы С1 и С2 служат для подавления высокочастотных наводок на выводы пироприёмника и должны быть установлены в непосредственной близости от него. Эти конденсаторы не нужны, если в примененномпироприёмнике уже есть встроенные. 
Внутренний полевой транзистор пироприёмника  включен по схеме истокового повторителя. Его нагрузка — резистор R1. Колебания напряжения, возникающие на нем при движении нагретого объекта в чувствительной зоне, усиливают два ОУ — DA1.1 и DA1.2. Их общий коэффициент усиления достигает максимума (10000) на частоте 2 Гц, спадая на 3 дБ в частотных точках 0,5 и 5,5 Гц. Однако инерционность самого датчика сдвигает общую полосу пропускания системы датчик—усилитель значительно ниже — до 0,06..  2,1  Гц 
Как только амплитуда сигнала на выходе ОУ DA1.2 превысит 0,8 В, срабатывает компаратор DA2.1, если выброс напряжения положителен, или DA2.2, если он отрицателен, относительно некоторого значения, близкого к половине напряжения питания (оно определено номиналами резисторов R10 и R12). 
Выходы компараторов (с открытым коллектором) соединены параллельно, поэтому при срабатывании любого из них изменяется логический уровень на входе микроконтроллера. 
                 В результате обработки полученной последовательности импульсов (измерения их длительности, подсчета числа за определенный промежуток времени) микроконтроллер вырабатывает управляющий сигнал, приводящий в действие исполнительный механизм или узел подачи тревоги. 

    Для увеличения  пространственной зоны чувствительности  датчика перед его оптическим  окном обычно устанавливают линзу,  фокусирующую ИК лучи на пластине  пироэлектрика.

    Чтобы получить  веероподобную форму чувствительного сектора обзора, подобную показанной упрощенно на рис. 6,а, применяют зонированную линзу Френеля.

 

 

 

 

    Она состоит  из множества отдельных фокусирующих  участков, каждый из которых формирует  свой чувствительный луч, приходящий  с определенного направления.  В результате, при перемещении  движущегося объекта из одного  луча в другой, пироприёмник генерирует переменное напряжение. 
Подобная веерность лучей образуется и в вертикальной плоскости (рис. 6,б). 
Применяя линзы Френеля специальной структуры, можно варьировать форму лепестков с тем, чтобы получить наилучшие условия для обнаружения объекта в заданном секторе обзора.

Справка: Линза Френе́ля — сложная составная линза. Состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферической или иными поверхностями (как обычные линзы), а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля.

    

    Зеркальная линза  более эффективна по сравнению  с линзой Френеля. Она изготавливается  из пластической массы методом  штамповки с последующим покрытием  структурированной поверхности  светоотражающим покрытием, не  изменяющим своих свойств со  временем (до 10 лет). Наилучшим покрытием  является золото. Зеркальная линза  позволяет существенно увеличить  чувствительность.

        Максимальная  чувствительность современных пассивных  ИК-извещателей позволяет производить обнаружение человека на расстоянии до 100 метров

    В современных высококачественных ИК-детекторах используется комбинация линз Френеля и зеркальной оптики. При этом линзы Френеля используются для формирования зоны чувствительности на средних расстояниях, а зеркальная оптика - для формирования зоны под датчиком и для обеспечения очень большого расстояния обнаружения.

    Кроме линзовой  системы и оптического «отрезающего»  фильтра, установленного непосредственно  в корпусе чувствительного элемента, для уменьшения ложных срабатываний, вызванных всевозможными источниками  излучения, применяют различные  оптические фильтрующие элементы («белый» фильтр, «черное» зеркало  и т.п.), задача которых минимизировать  попадание постороннего оптического  излучения на поверхность пироэлектрического  элемента.

      Входное  окно большинства ИК-извещателей выполнено в виде «белого» фильтра. Этот фильтр изготовлен из материала, рассеивающего видимый свет, но в то же время не влияющего на распространение инфракрасного излучения.

При перемещении человека в зоне действия датчика сначала  активизируется один элемент, а затем  другой (рис. 7). Источник излучения перемещается в горизонтальной плоскости. При  этом выводы 1 и 2 также должны быть расположены  в горизонтальной плоскости.

3. Принцип действия ёмкостных датчиков

Чувствительный элемент  бесконтактного емкостного датчика  представляет собой конденсатор  с обкладками, развернутыми в одну плоскость, как показано на рис.1. В  зависимости от наличия или отсутствия постороннего предмета изменяется средняя  диэлектрическая проницаемость  окружающей обкладки среды и, следовательно, емкость конденсатора. Последний служит частотозадающим элементом автогенератора. Имеющееся в датчике пороговое устройство следит за амплитудой или частотой колебаний, при их изменении приводя в действие исполнительный узел.

Во многих емкостных датчиках частоту генератора выбирают равной нескольким мегагерцам. Генераторы строят на дискретных транзисторах, число которых достигает пяти. Однако, достаточно чувствительный к изменению емкости генератор, работающий на частотах в сотни килогерц, можно построить и всего на одном ОУ среднего класса.

За основу взята классическая схема генератора прямоугольных  импульсов на ОУ, показанная на рис.2.  Если ОУ DA1 идеален, частота колебаний  обратно пропорциональна емкости  конденсатора С1 (чувствительного элемента датчика), а их амплитуда неизменна.

      Примеры ёмкостных датчиков

Емкостные датчики применяются  для охраны особо ценных предметов. Например, сейфов или предметов искусства. Принцип их работы основан на создании вблизи охраняемого объекта поля с определенной емкостью. При попадании  внутрь любого предмета емкость поля меняется, что в свою очередь приводит к формированию сигнала тревоги.

4. Устройство и принцип действия точечных дымовых извещателей

На сегодняшний во всем мире принято считать, что основным фактором возгорания является дым. Он обеспечивает ранее обнаружение, поскольку  в подавляющем большинстве на первой стадии пожара происходит тление материала, сопровождающееся задымлением, и лишь затем образуются открытые очаги пламени и, следовательно, выделение тепла. Это привело  к повсеместному распространению  дымовых ПИ.