Способ охранного мониторинга с применением двух линейных радиоволновых средств обнаружения
Владельцы патента RU 2696087:
Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (RU)
Изобретение относится к области охранного мониторинга местности, а именно к сигнализационному контролю места схождения трех дорог в одну двумя линейными радиоволновыми средствами обнаружения (СО), когда требуется определить все направления движения нарушителя. Техническим результатом является обеспечение возможности определения направления движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну с использованием минимального количества СО. Для этого осуществляют развертывание на месте схождения трех дорог в одну двух СО по схеме, обеспечивающей выделение полезного сигнала с разной глубиной и знаком модуляции в ПРМ каждого средства при пересечении ЗО нарушителем: сигнала в виде одиночного отрицательного выброса большой глубины модуляции при пересечении нарушителем ЗО вблизи ПРМ (ПРД) или сигнала в виде последовательности чередующихся положительных и отрицательных выбросов малой глубины модуляции при пересечении середины ЗО; размещении средств обнаружения таким образом, что ЗО каждого из них пересекает три сходящиеся дороги; ЗО первого средства пересекает две соседние дороги своей серединой (± 10 метров), а другую дорогу - участком вблизи ПРМ или ПРД (до 10 метров); ЗО второго средства одну из дорог пересекает своей серединой (± 10 метров), а две другие дороги - участками вблизи ПРМ и ПРД (до 10 метров); передаче приемниками средств на систему сбора и обработки информации (ССОИ) сигнала тревоги с указанием номера средства и блока порога, зарегистрировавшего полезный сигнал; обеспечении приема сигналов тревоги от приемников средств ССОИ; применении в ССОИ алгоритма определяющего направление движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну по последовательности из двух или четырех сигналов тревог содержащих информацию о номере выдавшего сигнал тревоги СО и блоке порога, зарегистрировавшего полезный сигнал. Способ включает подготовительный этап с развертыванием по выбранной схеме средств обнаружения и основной этап, который начинается с пересечения нарушителем ЗО одного из средств и заканчивается определением направления его движения. 3 ил.
Изобретение относится к способам охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях сигнализационного контроля места схождения трех дорог в одну двумя линейными радиоволновыми средствами обнаружения (СО), когда требуется определить все направления движения нарушителя.
Часто маршрут движения нарушителя на местности проходит по имеющейся дорожной сети. Поэтому, сигнализационному прикрытию дорожной сети уделяется значительное внимание. Для сил реагирования наиболее важными являются сведения о направлении движения нарушителя, позволяя значительно сузить направление его поиска и тем самым повысить вероятность обнаружения и задержания [1]. На практике для решения этой задачи широко применяются линейные радиоволновые средства обнаружения, характеризующиеся протяженной зоной обнаружения (ЗО) - от 50 до 200 метров. [2, 3] Одним из наиболее часто встречаемых элементов дорожной сети является развилка дорог - место схождения двух дорог в одну. [4, 5]
Известен способ охранного мониторинга развилки дорог с применением линейного радиоволнового средства обнаружения, позволяющий раздельно определить две сквозные дороги, по которым движется обнаруженный нарушитель. Способ заключается в развертывании СО по схеме, в которой его ЗО пересекает две сходящиеся в одну дороги развилки; обеспечении схемой развертывания средства выделения полезного сигнала с разной глубиной модуляции в приемнике (ПРМ) при пересечении ЗО нарушителем: сигнала в виде одиночного отрицательного выброса большой глубины модуляции при пересечении нарушителем ЗО вблизи ПРМ и сигнала в виде последовательности чередующихся положительных и отрицательных выбросов малой глубины модуляции - при пересечении середины ЗО; размещении ПРМ средства на расстоянии не более 5-10 метров от одной дороги, передатчика (ПРД) - на расстоянии, равном половине длины ЗО (±10 метров) от другой дороги; последующем контроле средством развилки дорог; формировании сигнала тревоги блоком большого порога при пересечении ЗО средства нарушителем вблизи ПРМ; формировании сигнала тревоги блоками малого и положительного порога при пересечении нарушителем ЗО посередине; передаче ПРМ средства на систему сбора и обработки информации (ССОИ) сигнала тревоги с указанием блока порога, сформировавшего его; обеспечении приема сигналов тревоги от ПРМ средства ССОИ и накопления их в течение установленного времени; применении алгоритма определения направления движения нарушителя через развилку дорог на основе сравнения данных о блоке порога или комбинации блоков, указанных СО вместе с сигналом тревоги, с априорно известной схемой развертывания СО на развилке дорог. [6]
Другим наиболее часто встречаемым, но более сложным элементом дорожной сети является место схождения трех дорог в одну. Количество направлений движения нарушителя через него, по сравнению с местом схождения двух дорог в одну, больше в два раза (двенадцать по сравнению с шестью). Применение известного способа для его охранного мониторинга не позволяет определить все двенадцать направлений движения нарушителя.
Целью изобретения является получение возможности определения всех двенадцати направлений движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну с использованием минимального количества СО.
Для достижения поставленной цели разработан способ охранного мониторинга места схождения трех дорог в одну двумя линейными радиоволновыми средствами обнаружения, заключающийся в развертывании двух СО по схеме, обеспечивающей выделение полезного сигнала с разной глубиной и знаком модуляции в ПРМ каждого средства при пересечении ЗО нарушителем: сигнала в виде одиночного отрицательного выброса большой глубины модуляции при пересечении нарушителем ЗО вблизи ПРМ (ПРД) или сигнала в виде последовательности чередующихся положительных и отрицательных выбросов малой глубины модуляции при пересечении середины ЗО; размещении средств обнаружения таким образом, что ЗО каждого из них пересекает три сходящиеся дороги; ЗО первого средства пересекает две соседние дороги своей серединой (±10 метров), а другую дорогу - участком вблизи ПРМ или ПРД (до 10 метров); ЗО второго средства одну из дорог пересекает своей серединой (±10 метров), а две другие дороги - участками вблизи ПРМ и ПРД (до 10 метров); передаче приемниками средств на ССОИ сигнала тревоги с указанием номера средства и блока порога, зарегистрировавшего полезный сигнал; обеспечении приема сигналов тревоги от приемников средств ССОИ; применении алгоритма в ССОИ определяющего направление движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну по последовательности из двух или четырех сигналов тревог, содержащих информацию о номере выдавшего сигнал тревоги СО и блоке порога, зарегистрировавшего полезный сигнал (фиг. 1, 2).
Известно, что полезный сигнал, выделяемый ПРМ СО, представляет собой амплитудную модуляцию опорного сигнала, вследствие пересечения нарушителем ЗО и различается в зависимости от места ее пересечения: [7]
- при пересечении середины ЗО (±10 метров) - полезный сигнал с малой глубиной модуляции и отрицательным и положительным знаками регистрируется блоками малого и положительного порогов;
- при пересечении ЗО по участку вблизи (до 10 метров) ПРМ (ПРД) - полезный сигнал с большой глубиной модуляции и отрицательным знаком регистрируется блоком большого порога.
Предлагаемая схема развертывания СО позволяет получить от средств обнаружения уникальную последовательность из двух или четырех (в зависимости от направления движения) сигналов тревог, указывающих при последующем анализе в ССОИ по заданному алгоритму направление движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну (фиг. 2).
Для исключения ошибок вывода о направлении движения обнаруженного нарушителя, ССОИ накапливает сигналы тревог в течение установленного времени накопления сигналов тревог Δt, отсчитываемого с момента первого сигнала. Максимальное значение времени накопления сигналов тревог (7) определяется исходя из минимально возможной скорости нарушителя и максимального расстояния, проходимого им между участками пересечения зоны обнаружения с дорогой (направление DB или BD), с учетом коэффициента запаса 1, 2 (фиг. 3):
где Т - максимальное значение времени накопления сигналов тревог, с;
ВО - расстояние между точкой схождения трех дорог и максимально удаленного от нее участка пересечения ЗО средства вблизи ПРД с дорогой, м;
OD - расстояние между точкой схождения трех дорог и максимально удаленного от нее участка пересечения ЗО средства вблизи ПРД с дорогой, м;
VMIN - минимально возможная скорость движения нарушителя, м/с.
Минимально возможная скорость берется исходя из условий местности. Диапазон скоростей нарушителя на различных участках местности известен и подтвержден на основе экспериментальных исследований. [2]
Способ включает два этапа: подготовительный и основной.
Подготовительный этап:
1. Развертывание на местности системы 19 сбора и обработки информации (фиг. 3).
2. Развертывание на месте схождения трех дорог в одну средств обнаружения, включающих в себя: передатчик 3 (11) средства обнаружения и приемник средства обнаружения, состоящий из усилителя 4 (12), фильтра 5 (13) полосового, детектора 6 (14), блока 7 (15) большого порога, выходного 8 (16) интерфейса, блока 9 (17) малого порога, блока 10 (18) положительного порога по установленной схеме (фиг. 1, 3).
3. Расчет и запись в память системы 19 сбора и обработки информации максимального значения времени накопления сигналов тревог (7) (формула 1).
4. Запись в память системы 19 сбора и обработки информации алгоритма определения направления движения обнаруженного нарушителя (фиг. 2).
Основной этап начинается при движении нарушителя через место схождения трех дорог в одну и попадании его в ЗО одного из средств. Он включает в себя:
1. Выделение детектором 6 (14), усиление усилителем 4 (12) и фильтрация фильтром 5 (13) полосовым полезного сигнала при пересечении зоны обнаружения нарушителем (фиг. 3).
2. Анализ глубины и знака модуляции полезного сигнала, поступившего с детектора 6 (14) на блок 7 (15) большого порога, блок 9 (17) малого порога, блок 10 (18) положительного порога (фиг. 3).
3. Регистрацию полезного сигнала блоком 9 (17) малого порога и блоком 10 (18) положительного порога в случае пересечения нарушителем середины ЗО или блоком 7 (15) большого порога в случае пересечения ЗО по участку вблизи ПРМ или ПРД (фиг. 3).
4. Передачу сигнала тревоги с указанием номера средства и блока (блоков) порога, зарегистрировавшего полезный сигнал, выходным 8 (16) интерфейсом на систему 19 сбора и обработки информации (фиг. 3).
5. Начало отсчета времени накопления сигналов тревог (Δt) системой 19 сбора и обработки информации при поступлении первого сигнала тревоги (фиг. 3).
6. Выделение, анализ глубины модуляции, регистрация полезных сигналов и передача сигналов тревоги на систему 19 сбора и обработки информации, при последующих пересечениях нарушителем ЗО, общее число которых зависит от направления движения нарушителя (фиг. 3):
- двух сигналов тревоги, в случае движения нарушителя по одному из направлений: АВ, ВА, AC, СА, AD, DA;
- четырех полезных сигналов, в случае движения нарушителя по одному из направлений: ВС, СВ, CD, DC, BD, DB.
7. При поступлении на систему 19 сбора и обработки информации двух сигналов тревоги и достижении временем накопления сигналов тревог своего максимального значения (Δt=7), формирование вывода о движении нарушителя через место схождения трех дорог по одному из направлений: АВ, В А, АС, СА, AD или DA (фиг. 1, 2).
8. При поступлении на систему 19 сбора и обработки информации четырех сигналов тревоги и времени накопления сигналов тревог не более своего максимального значения (Δt≤7), формирование вывода о движении нарушителя через место схождения трех дорог по одному из направлений: ВС, СВ, CD, DC, BD или DB (фиг. 1, 2).
9. Обнуление памяти системы 19 сбора и обработки информации (фиг. 3).
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлено на:
- фиг. 1 - схема развертывания двух линейных радиоволновых средств обнаружения в предлагаемом способе;
- фиг. 2 - алгоритм определения направления движения нарушителя на месте схождения трех дорог в одну в предлагаемом способе;
- фиг. 3 - структурная схема взаимосвязи применяемых устройств при реализации способа.
Технический результат заключается в получении возможности определения всех двенадцати направлений движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну с использованием минимального количества СО.
Источники информации
1. Шумов, В.В. Применение математических методов и моделей для обоснования решений на охрану государственной границы: Научно-практическое пособие. - Часть 2. - М.: Просвещение, 1996. - 196 с.
2. Коршняков, В.Г. Сигнализационные средства охраны локальных участков: уч. пособие / В.Г. Коршняков - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2004. - 135 с.
3. Маршалов, Т.А. Технические средства охраны границы: учебник / Т.А. Маршалов, А.В. Густов, И.М. Потапов. - Калининград: КПИ ФСБ РФ, 2009. - 568 с.
4. Псарев, А.А. Военная топография: Учебник. - М.: Воениздат, 1986. - 384 с.
5. Ганьшин, В.Н., Хренов, В.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных прямых. - К.: 1974. - 432 с.
6. Пат. 2648210 Российская Федерация, МПК 51 G08B 1/00. Способ охранного мониторинга развилки дорог с применением линейного радиоволнового средства обнаружения / С.А. Удот., А.В. Рубаник - №2017105966; заявл. 21.02.17; опубл. 22.03.18, Бюл. №9.
7. Долуханов, М.П. Распространение радиоволн: Учебник - М.: Связьиздат, 1960. - 391 с.
Способ охранного мониторинга с применением двух линейных радиоволновых средств обнаружения, заключающийся в обеспечении схемой развертывания средства выделения полезного сигнала с разной глубиной модуляции в приемнике при пересечении зоны обнаружения нарушителем: сигнала в виде одиночного отрицательного выброса большой глубины модуляции при пересечении нарушителем зоны обнаружения вблизи приемника (передатчика) и сигнала в виде последовательности чередующихся положительных и отрицательных выбросов малой глубины модуляции - при пересечении середины зоны обнаружения; регистрации полезного сигнала блоком большого порога при пересечении зоны обнаружения средства нарушителем вблизи приемника (передатчика); регистрации полезного сигнала блоками малого и положительного порога при пересечении нарушителем середины зоны обнаружения; передаче приемниками средств на систему сбора и обработки информации сигнала тревоги с указанием блока порога, зарегистрировавшего полезный сигнал; обеспечении приема сигналов тревоги от приемников средств системой сбора и обработки информации, отличающийся тем, что на месте схождения трех дорог в одну применяются два средства обнаружения; средства обнаружения размещаются таким образом, что зона обнаружения каждого из них пересекает три сходящиеся дороги; зона обнаружения первого средства пересекает две соседние дороги своей серединой (±10 метров), а другую дорогу - участком вблизи приемника или передатчика (до 10 метров); зона обнаружения второго средства одну из дорог пересекает своей серединой (±10 метров), а две другие дороги - участками вблизи приемника и передатчика (до 10 метров); алгоритм в системе сбора и обработки информации определяет направление движения нарушителя через место схождения трех дорог в одну по последовательности из двух или четырех сигналов тревог, содержащих информацию о номере выдавшего сигнал тревоги средства обнаружения и блоке порога, зарегистрировавшего полезный сигнал.
