ИПРО

с 9:00 до 18:00
выходные: сб-вс
GSM сигнализации "Часовой".
Сайт производителя.
8(4912)77-79-41 Офис Рязань
8(499)703-14-34 Офис Москва
8(800)100-29-61 (Звонок бесплатный)

Охранные извещатели: виды помех и их возможные источники

Главная \ СТАТЬИ \ Охранные извещатели: виды помех и их возможные источники

Охранные извещатели: виды помех и их возможные источники

Обнаружение вторжения нарушителя в охраняемую зону является одной из основных задач службы безопасности объекта. При неправильной установке датчика, а также неправильной настройке может повыситься частота ложных тревог, либо при пересечении нарушителем охраняемой зоны датчик может не выдать сигнал тревоги.

Введем основные термины и определения.
Обнаружение - процесс выявления факта вторжения в охраняемую зону.
Охраняемая зона - область пространства, нахождение в которой нарушителя должно вызывать сигнал срабатывания.
Ложным называют сигнал тревоги, не вызванный вторжением нарушителя.
Оценка обнаружения - процесс определения того, является ли сигнал срабатывания истинным или имеет место ложная тревога.

Теперь остановимся на типовых параметрах (характеристиках) датчиков охранной сигнализации, позволяющих судить о качестве обнаружения:
вероятность правильной детекции;
- вероятность ложной тревоги;
- чувствительность датчика
.

Рассмотрим кратко каждый из них.

Вероятность правильной детекции Рд - вероятность того, что датчик сработает при вторжении нарушителя в охраняемую зону.
Рд - величина статистическая, оценивается по результатам серии испытаний, и, как следствие, зависит от принятой методики испытаний.

Следует отметить, что указание, например Рд =0,9 само по себе некорректно. В спецификации датчика должен быть оговорен сценарий вторжения, т.е. внешние условия (ночь/день, облачность, время года и т.д.), модель нарушителя (ползущий, со скоростью 0,5 м/с и т.д.). Кроме того, необходимо знать методику оценки Рд. Тогда модель обнаружения описывается двумя параметрами: вероятность детекции и доверительным интервалом CL, т.е. датчик будет обнаруживать с вероятностью Рд при уровне CL. Отметим, что такая полная информация обычно недоступна. В большинстве случаев приходится довольствоваться значением Рд, которое следует считать условным, основанным на предположениях.

Вероятность ложной тревоги Рлт - вероятность, того, что за время Т произойдет ложное срабатывание датчика. Статистически оценивается частотой ложных тревог -количеством ложных тревог за определенный интервал времени. Средний интервал времени между двумя последовательными ложными срабатываниями называется наработкой на ложное срабатывание (Тлт). В представлении о пуассоновском характере потока ложных тревог можно записать:

Рлт = 1- exp(- tp/Tлт )

где:

Рлт - вероятность ложной тревоги; tp - время нахождения датчика в работоспособном состоянии.

Рассмотренные характеристики связаны между собой таким параметром, как чувствительность датчика.
Чувствительность - величина, обратная порогу. Порог - некое значение, ниже которого сигналы интерпретируются как шумы. Порог регулируется во время настройки датчика. Чем больше чувствительность, тем больше вероятность детекции. Но при увеличении чувствительности возрастает и частота ложных тревог. Эта ситуация показана на рис.1.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92206

Рис. 1. Взаимосвязь вероятности детекции (РД) и вероятности ложных тревог Рлт

При настройке датчика приходится лавировать между Сциллой и Харибдой этих параметров, при этом задача заключается в подборе оптимального уровня чувствительности Sопт. Таким образом, рассматривая процесс обнаружения в целом, можно выделить следующие основные показатели его качества: достоверность обнаружения; устойчивость к помехам; уязвимость к преодолению. Вероятность правильной детекции является основной характеристикой, позволяющей судить о достоверности обнаружения.

Достоверность обнаружения - это показатель качества датчика, характеризующий его способность реагировать (срабатывать) при появлении нарушителя.  

Частота ложных тревог является основной характеристикой, по которой можно судить о помехоустойчивости датчика. Помехоустойчивость – это показатель качества датчика, характеризующий его способность стабильно работать в различных условиях. Проанализируем основные дестабилизирующие факторы, являющиеся причиной возникновения ложных тревог. Все они могут быть разбиты на: внутренние шумы и внешние помехи.

Внутренние шумы генерируются самой аппаратурой. Среди основных причин следует отметить следующие:

  • недостатки конструктивных и схемотехнических решений;
  • неправильная установка и настройка датчика;
  • недостатки алгоритма обработки сигналов;
  • некачественное техобслуживание.

Недостатки конструктивных и схемотехнических решений могут привести к наводкам в цепях передачи данных, например из-за плохого экранирования, плохой фильтрации, применения дешевой некачественной элементной базы. Типичной проблемой является изменение параметров электронных компонент при приближении к границам допустимого температурного диапазона. Для решения этой проблемы приходится разрабатывать специальные схемы термостабилизации параметров и т.д.

Неправильная установка датчика. Несоблюдение требований документации на прибор при монтаже датчика может привести к искажению зоны обнаружения, например при наличии препятствий для микроволновых датчиков. Известен случай, когда микроволновый датчик был экранирован металлическим листом почти со всех сторон (за исключением месторасположения излучателя), и после нескольких недель излучатель перегорел из-за большой мощности принимаемого (экранированного) сигнала.

Неправильная настройка датчика может привести к выходу зоны обнаружения датчика за пределы охраняемой зоны, особенно в помещениях со сложной конфигурацией. Этo приведет к тому, что такой датчик будет срабатывать, например, при нахождении людей в соседних помещениях.

Недостатки алгоритма обработки сигналов обычно связаны с тем, что при разработке датчика обычно идет борьба между повышением распознавания и отсечением помех. Чем выше чувствительность датчика тем, как правило, выше распознавание, но и выше уровень помех. Некоторые алгоритмы не учитывают даже стандартные помехи: звонок телефона для ультразвукового датчика, восходящие тепловые потоки от батарей центрального отопления для пассивных инфракрасных датчиков и т.д.

Некачественное техобслуживание может привести, например, к запылению или загрязнению частей датчика. Крепление датчика может ослабнуть, что может привести к изменению зоны обнаружения.

Внешние помехи вызываются возмущениями среды. Перечень их довольно разнообразен. По происхождению их можно разделить на естественные и техногенные. Какие же физические условия могут оказать влияние на работу датчиков? Это в первую очередь:

  • состояние атмосферы (изменения температуры, влажности воздуха, порывы ветра, дождь, солнечная радиация и т.д.);
  • электромагнитные наводки (помехи от ЛЭП, радиостанций, электропроводки); -посторонние объекты в охраняемой зоне (птицы, мелкие животные и пр.)
  • параллельная работа нескольких датчике.

Перечень основных помех, влияющих на работу датчиков охранной сигнализации, приведен в табл. 1.

Таблица 1. Перечень основных помех, влияющих на работу датчиков охранной сигнализации

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92207

Следует заметить, что разные типы датчиков имеют разную чувствительность к помехам (рис. 2). Это объясняется, в первую очередь, физикой процесса обнаружения в каждом конкретном случае.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92208

Рис. 2. Селективная чувствительность датчиков к различным помехам

Извещатели в процессе эксплуатации подвергаются воздействию различных мешающих факторов, среди которых основными являются: акустические помехи и шумы, вибрации строительных конструкций, движение воздуха, электромагнитные помехи, изменения температуры и влажности окружающей среды, техническая неукрепленность охраняемого объекта.

Степень воздействия помех зависит от их мощности, а также от принципа действия извещателя.

Акустические помехи и шумы создаются промышленными установками, транспортными средствами, бытовой радиоаппаратурой, грозовыми разрядами и другими источниками.

Примеры акустических помех приведены в таблице 1:

 

Сила звука, дБ

Примеры звуков указанной силы

0

Предел чувствительности человеческого уха.

10

Шорох листьев. Слабый шёпот 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.

Этот вид помех вызывает появление неоднородностей воздушной среды, колебания не жёстко закрепленных остеклённых конструкций и может служить причиной ложных срабатываний ультразвуковых, звуковых, ударноконтактных и пьезоэлектрических извещателей. Кроме того, на работу ультразвуковых извещателей оказывают влияние высокочастотные составляющие акустических шумов.

Вибрации строительных конструкций вызываются железнодорожными составами и поездами метрополитена, мощными компрессорными установками и т.п. Особенно чувствительны к вибрационным помехам ударноконтактные и пьезоэлектрические 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. Поэтому эти извещатели не следует устанавливать в местах с заметным движением воздуха (в оконных проёмах, около батарей центрального отопления, около вентиляционных отверстий и т. п.).

Электромагнитные помехи создаются грозовыми разрядами, мощными радиопередающими средствами, высоковольтными линиями электропередач, распределительными сетями электропитания, контактными сетями электротранспорта, установками для научных исследований, технологических целей и т.п.

Наиболее подвержены воздействию электромагнитных помех радиоволновые извещатели. Причём в большей степени они восприимчивы к радиопомехам. Наиболее опасными электромагнитными помехами являются помехи из сети электропитания. Они возникают при коммутации мощных нагрузок и могут проникать во входные цепи аппаратуры через вводы силового питания, вызывая её ложные срабатывания. Существенное уменьшение их количества даёт применение и своевременное техническое обслуживание источников резервного питания.

Исключить воздействие электромагнитных помех сетей переменного тока на работу извещателей позволяет соблюдение основного требования по монтажу низковольтных соединительных линий - прокладка линий питания извещателя и ШС должна проводиться параллельно силовым сетям на расстоянии между ними не менее 50 см, а их пересечение должно производиться под прямым углом.

Изменения температуры и влажности окружающей среды на охраняемом объекте могут оказывать влияние на работу ультразвуковых извещателей. Это обусловлено тем, что поглощение ультразвуковых колебаний в воздухе в сильной степени зависит от его температуры и влажности. Например, при повышении температуры среды от +10 до +30 °С коэффициент поглощения возрастает в 2,5-3 раза, а при повышении влажности от 20-30% до 98% и понижении её до 10% коэффициент поглощения 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. Поэтому, если регулировка извещателя производилась в дневное время, в ночное время в зону обнаружения могут попасть источники помех, которые в период регулировки находились вне этой зоны, что может вызвать срабатывание извещателя.

Техническая неукреплённость объектов оказывает значительное влияние на устойчивость работы магнитоконтактных извещателей, применяемых для блокировки элементов строительных конструкций (дверей, окон, фрамуг и т.п.) на открывание. Кроме того, плохая техническая укреплённость может служить причиной ложных срабатываний других извещателей за счёт сквозняков, вибраций остеклённых конструкций и т. п.

Следует отметить, что существует ряд специфических факторов, вызывающих ложные срабатывания извещателей только определённой категории, К ним относятся: движение мелких животных и насекомых, люминесцентное освещение, радиопроницаемость элементов строительных конструкций, попадание на извещатели прямых солнечных лучей и света автомобильных фар.

Движение мелких животных и насекомых может восприниматься как движение нарушителя извещателями, принцип действия которых основан на эффекте Доплера. К ним относятся ультразвуковые и радиоволновые извещатели. Влияние ползающих насекомых на извещатели можно исключить обработкой мест их установки специальными химическими средствами.

При использовании на объекте, охраняемом радиоволновыми извещателями, люминесцентного освещения источником помех являются мигающий с частотой 100 Гц столб ионизированного газа лампы и вибрация арматуры лампы с частотой 50 Гц.

Кроме этого, люминесцентные и неоновые лампы создают непрерывные флуктуационные помехи, а ртутные и натриевые лампы - импульсные помехи с широким спектром частот. Например, люминесцентные лампы могут создавать значительные радиопомехи в полосе частот 10 -100 МГц и более.

Дальность обнаружения таких источников света всего в 3 - 5 раз меньше дальности обнаружения человека, поэтому на период охраны их необходимо выключать, а в качестве дежурного освещения использовать лампы накаливания.

Радиопроницаемость элементов строительных конструкций также может стать причиной ложного срабатывания радиоволнового извещателя, если стены имеют малую толщину или в них имеются значительные по размерам тонкостенные проёмы, окна, двери.

Энергия, излучаемая извещателем, может выходить за пределы помещения, при этом извещатель обнаруживает проходящих снаружи людей, а также проезжающий транспорт. Примеры радиопроницаемости строительных конструкций приведены в таблице 2:

 

Элемент конструкции

Толщина,

см

Ослабление,

раз

Железобетонная стена

40

1000

Межэтажное перекрытие

-

160

Кирпичная стена

70

120

Шлакобетонная стена

46

110

Окно с двойной рамой

-

20

Оштукатуренная панель

15

16

Тепловое излучение осветительных приборов может служить причиной ложных срабатываний пассивных оптико-электронных извещателей. Это излучение по мощности соизмеримо с тепловым излучением человека и может служить причиной срабатывания извещателей.

В целях исключения воздействия этих помех на пассивные оптико-электронные извещатели можно рекомендовать изоляцию зоны обнаружения от воздействия излучения осветительных приборов. Уменьшение влияния мешающих факторов, а следовательно, и снижение количества ложных срабатываний извещателей, в основном, достигается соблюдением требований к размещению извещателей и их оптимальной настройкой по месту установки.

В таблице 3 приведены виды и источники помех и даны способы их устранения:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9310

Контроль за правильностью настройки извещателей должен проводиться при их техническом обслуживании на охраняемых объектах.

При выборе типов и количества извещателей для охраны конкретного объекта следует учитывать требуемый уровень надежности охраны объекта; расходы на приобретение, монтаж и эксплуатацию извещателя; строительно-конструктивные характеристики объекта; тактико-технические характеристики извещателя. Рекомендуемый тип извещателя определяется видом блокируемой конструкции и способом физического воздействия на нее согласно таблице 4:

 

Блокируемая конструкция

Способ воздействия

Тип извещателя

Окна, витрины, стеклянные прилавки, двери со стеклянным полотном, рамы, фрамуги, форточки

Открывание

Магнитоконтактные

Разрушение стекла (разбитие и вырезание стекла)

Электроконтактные, ударноконтактные, звуковые, пьезоэлектрические

Проникновение

Пассивные оптико-электронные,

радиоволновые, комбинированные

Двери, ворота, погрузочно-разгрузочные люки

Открывание

Магнитоконтактные, выключатели оконечные, активные оптико-элетронные

Пролом

Электроконтактные (провод НВМ), пьезоэлектрические

Проникновение

Пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ультразвуковые, комбинированные

Оконные решетки, решетчатые двери, решетки дымоходов и воздуховодов

Открывание, Перепиливание

Магнитоконтактные (для металлических конструкций)

Электроконтактные (провод НВМ)

Стены, полы, потолки, перекрытия, перегородки, места ввода коммуникаций

Пролом

Электроконтактные (провод НВМ), пьезоэлектрические, вибрационные

Проникновение

Активные линейные оптико-электронные, пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ультразвуковые, комбинированные

Сейфы, отдельные предметы

Разрушение (ударные воздействия, сверление, пиление)

Пьезоэлектрические, вибрационные.

Емкостные

Касание, приближение проникновение(подход к защищаемым предметам)

Активные оптико-электронные, пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ультразвуковые, комбинированные

Перемещение предмета или разрушение

Магнитоконтактные, электроконтактные (провод НВМ, ПЭЛ), пьезоэлектрические

Коридоры

Проникновение

Активные оптико-электронные, пассивные оптико-электронные, радиоволновые, ультразвуковые, комбинированные

Объем помещений

Проникновение

Пассивные оптико-электрон­ные, радиоволновые ультразвуковые, комбинированные

Внешний периметр, открытые площадки

Проникновение

Активные линейные оптико-электронные, радиоволновые

Приведем примеры воздействия внешних помех на работу датчиков. Был случай, когда пассивные инфракрасные датчики часто срабатывали ночью, но не было ни нарушителей, ни явных внешних воздействий. Тревожная группа никогда никого не ловила. Сотрудники СБ остались ночью дежурить, и через час как стемнело, мимо датчиков стали бегать кошки. Как только включилась сирена, кошки сразу убежали. Потом снова пришли. Это повторилось несколько раз. Так выяснилось, кто является нарушителем на объекте.

Также был случай, когда микроволновый датчик начал давать ложные срабатывания в пустом хранилище. Сотрудник СБ, находясь рядом заметил, что мигание люминесцентной лампы совпадает со срабатыванием датчика (ему сообщали по рации о срабатывании датчика). Оказалось, что информационные цепи датчика проходят рядом с цепями питания лампы.

Обобщая сказанное, задачу достижения оптимального уровня помехоустойчивости можно сформулировать так: достижение требуемой вероятности детекции при минимальной частоте ложных тревог. К типовым методам повышения помехоустойчивости можно отнести следующие:

  • Меры по оптимальной установке датчика.
  • Регулировка размеров охраняемой зоны.
  • Компенсационные схемы мостового типа.
  • Логическая коммутация выходных сигналов (датчики с "логикой").
  • Анализ ложных срабатываний.
  • Регламентное обслуживание.
  • Использование телевизионных средств наблюдения (ТСН) для подтверждения вторжения.

Рассмотрим примеры применения каждого метода.

Меры по оптимальной установке датчика. Оптимальную установку датчиков рассмотрим на примере акустических датчиков разбития стекла. В качестве мер, направленных на увеличение помехоустойчивости, можно указать следующие:

  • устанавливать датчик не ниже 2 метров от пола (чтобы он не оказался отгорожен чем-нибудь от стекла);
  • не устанавливать датчик на той же стене, где расположено стекло;
  • использовать один датчик на каждое помещение;
  • не использовать датчик для охраны стекол, имеющих видимые повреждения;
  • не использовать датчики в комнатах с источниками громких звуков.

Необходимо также стараться уменьшить воздействие внешних помех на работу датчика, например, устанавливать навес над уличным датчиком, закрывать форточки в помещениях с инфракрасными пассивными датчиками; не направлять их на пол, если там могут бегать мелкие животные; не направлять на прямой солнечный свет; устанавливать уличные датчики на стойках в местах выпадения большого количества снега и т.д. Также необходимо стараться устанавливать ультразвуковой или микроволновый датчик так, чтобы путь движения нарушителя был направлен в сторону датчика или от него.

Регулировка размеров охраняемой зоны. Представим себе микроволновый двухпозиционный датчик. Его охраняемая зона представляет собой вытянутый эллипсоид вращения до нескольких десятков метров длиной и несколько метров в поперечнике. При использовании такого датчика для охраны замкнутых помещений возникает проблема помех от расположенных по соседству помещений, коридоров и т.д. Дело в том, что оконные стекла, тонкие перегородки из фанеры, досок обладают высокой радиопрозрачностью в используемом диапазоне частот. Существует несколько способов борьбы с этим:

  • регулировка чувствительности датчика;
  • различные варианты ориентации приемных и передающих антенн
  • применение сильнонаправленных антенн;
  • установка радионепрозрачных экранов, сеток и т.д.

Компенсационные схемы мостового типа обычно строят таким образом, чтобы сигналы от помех взаимно компенсировали друг друга. Представим себе сейсмический датчик гидравлического типа; регистрирующий изменение давления при движении нарушителя. Чувствительный элемент такого датчика представляет собой два шланга с жидкостью по одному на каждый фланг, подключенных к дифференциальному измерителю давления, представляющему собой первичный преобразователь сигналов (рис. 3).

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92209

Рис. 3. Гидравлический датчик давления

Помехи, вызванные сейсмическими колебания почвы, воздействуя одновременно на оба фланга, вычитаются, тем самым взаимно компенсируя друг друга. Движущийся человек воздействует на один фланг, поэтому сигнал от него выделяется в качестве полезного.

Аналогичные методы широко применяются в емкостных датчиках, там они конструктивно реализуются в виде разделения одной распределенной антенной системы на несколько изолированных антенн с последующим включением их по мостовой схеме.

Логическая коммутация выходных сигналов. В последнее время широко используются комбинированные датчики с "логикой", т.е. с логической обработкой выходных сигналов. Это позволяет повысить достоверность обнаружения. В основном используются схемы ИЛИ (1 из 2), И (2 из 2), 2 из 3 и т.д.

Рассмотрим, например, схему ИЛИ (рис. 4). Пусть датчики описаны следующими параметрами: P1,T1, Р2, Т2. Сигнал на выходе схемы появится, когда есть сигнал на каком-то из входов. Вероятность обнаружения и наработка на ложное срабатывание в этом случае:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92210

Рис. 4. Соединение датчиков по схеме "ИЛИ"

При соединении датчиков по схеме "ИЛИ" повышается вероятность обнаружения, но снижается время наработки на ложное срабатывание.

Популярными в последнее время стали комбинированные датчики со схемой, работающие на разных принципах действия. Сигнал на выходе такой схемы появится, когда есть сигналы на обоих входах (рис.5). При таком соединении значительно увеличивается наработка на ложное срабатывание - датчики реагируют на разные помехи, а совместное воздействие помех разного типа маловероятно. Вероятность обнаружения и время ложного срабатывания при таком соединении:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92211

Рис. 5. Соединение датчиков по схеме "И"

Здесь ? - время памяти системы. Если сработал один датчик и через время ? не сработал второй, тревога сбрасывается. Тем самым повышается достоверность обнаружения.

На сегодняшнее время популярны датчики серии DT (Dual Technology) - в них совмещены инфракрасный и микроволновой датчики обнаружения. По опыту применения авторами 100 датчиков этого типа за год не было ни одного ложного срабатывания. Перспективными являются схемы, работающие по принципу "два из трех" (2/3). В таком случае сигнал тревоги выдается при срабатывании любых двух датчиков. При грамотном подборе датчиков можно получить значительный выигрыш в помехоустойчивости.

Анализ ложных срабатываний позволяет понять причины их возникновения на основе статистического анализа. Для этого целесообразно вести журнал ложных срабатываний. Его удобно вести, например, в базе данных "Access". Для этого необходимо создать для каждого датчика форму, где указаны его основные характеристики: название, месторасположение, настройка чувствительности. Для данной формы необходимо сделать таблицу, в которой можно будет вносить информацию о ложных срабатываниях: дату, время, тип помехи. После заполнения журнала очень удобно проводить его статистический анализ с применением встроенных в Access функций. На основе анализа данных таблицы можно выделить:

  • сезонные помехи, для данной климатической области;
  • периодические помехи, связанные с определенными помехами;
  • случайные помехи;
  • температурную, влажностную зависимость для конкретного типа датчиков;
  • желательные настройки для данного времени года.

Регламентное обслуживание является одним из главных факторов поддержания работоспособности приборов на должном уровне. Тщательное соблюдение еженедельных, квартальных, полугодовых и годовых регламентов позволяет, как продлить срок службы датчика, так и повысить его помехоустойчивость. Например, инфракрасные датчики необходимо протирать раз в неделю, и чаще в запыленных помещениях. Раз в полгода необходимо проверять зону обнаружения, качество крепления прибора, например на стене. Также раз в год необходимо продувать датчики пылесосом, сметать кистью пыль с микросхем, проверять сопротивление изоляции. И, конечно, необходимо проводить ежемесячные контрольные проверки срабатываний датчиков.

Использование ТСН позволяет увеличить" помехоустойчивость датчиков за счет наблюдения за охраняемой зоной. Если оператор не видит проникновения, то тревожную группу можно не высылать. Однако здесь следует предостеречь от использования такой схемы, когда не ведется постоянное наблюдение за зоной. Особенно, если телекамера включается в момент срабатывания или оператор должен переключить монитор на нужный участок. Если нарушитель будет преодолевать рубеж, например периметр, около телекамеры, то он будет в поле зрения телекамеры меньше секунды и оператор может не успеть его заметить. Такую схему желательно применять при цифровом телевидении, где можно сразу отмотать назад и посмотреть наличие нарушителя.

В заключение рассмотрим отдельные особенности различных типов охранных извещателей и возможные источники помех.

ИК-пассивный извещатель реагирует на очень низкочастотные оптические сигналы. Полоса пропускания измерительной части извещателя составляет обычно около 0.2-5 Гц, то есть существенно ниже частоты общепромышленной сети электроснабжения и несоизмеримо ниже радиочастот. Тем не менее, если помехи сильно модулированы в нужном диапазоне, они вполне могут привести к ложным тревогам. Например, некоторые марки извещателей были замечены в реагировании на звонок на сотовый телефон. Все знают, что нередко при установлении связи с сотовым телефоном в радиоприемнике слышны импульсные помехи. Это всего несколько импульсов (точнее, несколько пакетов обмена данными), которые происходят с повышенной мощностью, пока сотовый телефон и сотовый ретранслятор не установят стабильное соединение. Эксперименты показывают, что некоторые старые (безпроцессорные) инфракрасные извещатели могли выдать ложный сигнал при звонке на телефон, расположенные на расстоянии до 1 метра от извещателя. В те времена, когда были распространены телефоны формата 480 МГц, а тем более телефоны системы «Алтай», проблема была более актуальна. С тех пор изменились и телефоны, и извещатели, но такой источник помех традиционно рассматривается как вполне возможный.

Более вероятными источниками модулированных радиопомех являются неисправные электроприборы. Стартерная лампа, которая периодически вспыхивает и тут же гаснет, является серьезным источником помех в опасном диапазоне частот. Известен случай, когда источником помех стал медленно вращающийся потолочный вентилятор, искрящий щетками в одном положении на каждый оборот. Опять же, утешает, что в нерабочее время, когда помещение под охраной, и лампы, и вентиляторы, как правило, выключены.

Оптические, в том числе, инфракрасные помехи могут быть серьезной проблемой. Источники: включающиеся и отключающиеся нагреватели, потоки холодного воздуха из форточки зимой или из кондиционера летом, световые потоки от включения освещения или от фар проезжающего за окном автомобиля.

Нагреватели, к счастью, обычно включаются и отключаются с достаточно большими задержками, так что современные алгоритмы анализа, требующие наличия двух изменений (появления и пропадания сигнала) за небольшое время, исключают ложные реакции на такие помехи. Помехи от флуктуаций конвективных потоков воздуха от нагревателей невелики, кроме того, необходимость защиты от таких помех оговорена в соответствующем ГОСТ и заведомо обеспечивается всеми отечественными производителями. О реальных проблемах с помехами от конвективных потоков теплого воздуха при использовании оборудования зарубежных производителей тоже пока не слышно.

Потоки воздуха из форточки при значительном перепаде температур и резких изменениях потоков (распахнулась форточка) практически неотличимы от вторжения преступника, - тут техника бессильна. Так же, как герконовый извещатель будет честно информировать о тревоге от незапертой хлопающей форточки, так и инфракрасный извещатель просто обязан информировать о вторжении воздуха с резко отличной температурой. Просто не забывайте закрывать форточки.

Наконец, мощные источники света видимого диапазона. ГОСТ Р 50777-95 описывает весьма жесткие требования по защите от таких помех. Недорогие извещатели зарубежных производителей, как правило, не удовлетворяют этим требованиям. Сигналы от прямого солнечного света, падающего на извещатель могут привести к ложной тревоге, поэтому никакой извещатель не стоит монтировать таким образом, чтобы на него падал прямой свет из окна. Косвенным следствием для извещателей, соответствующих ГОСТ, является общее занижение чувствительности, что обеспечивает и пониженную чувствительность к любым другим помехам. Некоторые отечественные извещатели имеют возможность переключения на повышенную чувствительность (при этом он не будет удовлетворять ГОСТ по упомянутому пункту – защите от резкого включения автомобильной фары), однако его устойчивость к другим помехам останется приемлемой (решать о степени приемлемости в любом случае приходится пользователю или обслуживающей организации, ведь источников помех множество, все нельзя предусмотреть никакому ГОСТу), а чувствительность (дальность действия) значительно (примерно вдвое) возрастут.

Перейдем теперь к звуковым извещателям разбития стекла. Контролируемый физический параметр – звук разбиваемого стекла – является колебаниями в диапазоне 100-10 000 Гц, с огибающей с примерно теми же характерными временами 0.2-2 секунды. В отличие от инфракрасного извещателя, в данном случае частотный диапазон чувствительности значительно смещен вверх, звуковые извещатели более подвержены влиянию помех от сети 50 Гц со всеми гармониками. Впрочем, на практике обычно на электромагнитные помехи не жалуются. Есть значительно более важный источник жалоб – помехи акустические, то есть звуки, похожие на разбитие стекла. Самое опасное то, что извещатели разбития стекла нередко относят к периметровому рубежу и оставляют на охране круглосуточно. Представляете, такой извещатель в столовой, где иногда падают ножи, вилки, а то и разбиваются тарелки?
Самые лучшие извещатели на самой низкой чувствительности дают ложные тревоги примерно раз в день. Конечно, это издевательство – устанавливать звуковые извещатели в такой обстановке. Ну а в другой обстановке, - когда хлопают стеклянные двери, дребезжат стекла в старых рамах от проезжающего мимо трамвая, а в соседнем помещении перфоратором дырявят стены?

Ситуация с нормативными документами на акустические извещатели разбития стекла отлична от ГОСТа на инфракрасные пассивные извещатели. ГОСТ 51186-98 весьма подробно описывает проверки на чувствительность: требуется, чтобы в определенных условиях извещатель выдавал сигнал тревоги. Условия испытания на помехи (когда извещатель не должен выдавать извещения) напротив, весьма мягкие и легко выполняются даже простейшими одночастотными устройствами без какого бы то ни было анализа формы импульса звука. Импортные извещатели разбития стекла, как правило, на верхнем пределе чувствительности также примерно соответствуют по ГОСТ дальности обнаружения 5-7 метров. Впрочем, и импортные, и отечественные обязательно имеют регулировку чувствительности, и опытные монтажники знают, что эту регулировку лучше сразу ставить если и не на минимум, то уж ни в коем случае и не на максимум. В хороших извещателях регулировка меняет чувствительность на примерно 20 дБ, что означает десятикратное снижение расстояния обнаружения. С учетом, что реальные стекла значительно больше, чем минимальное обязательное тестовое стекло «по ГОСТу» (30х30см), то даже на минимуме чувствительности извещатель выдаст тревогу на расстоянии по крайней мере 1 метра от стекла, зато не будет реагировать на «heavy metal» в квартире у соседа.

Различных звуковых помех может быть очень много, и разные извещатели, использующие разные частоты детектирования, могут вести себя совершенно по-разному. Общее утверждение о том, что 3-частотные или многочастотные извещатели более защищены, чем 2-частотные, видимо, верно. Заявленные у некоторых производителей технологии анализа звука падающих осколков, или иные алгоритмы анализа последовательности событий также не подвергались сравнительному анализу (по крайней мере, нет открытых публикаций). Рекомендация, увы, банальна: если имеются проблемы с ложными тревогами извещателя разбития стекла, попробуйте другой тип, по возможности более сложный, и вручную снизьте у него чувствительность до минимально приемлемого уровня.

Весьма типичным и удачным решением является установка извещателей разбития стекла за шторами, вблизи стекла. При наличии тяжелых портьер это единственный возможный вариант – ведь при установке внутри комнаты никакой извещатель не услышит через толстую парчу, что разбилось стекло. Конечно, приходится устанавливать столько извещателей, сколько в комнате окон, но зато одновременно решается и проблема помехозащищенности – чувствительность у извещателей можно поставить на минимум, да и шум изнутри комнаты за шторами будет значительно слабее.

Таким образом, можно утверждать, что на сегодняшний день используется много различных методов повышения помехоустойчивости датчиков. Выше были рассмотрены только самые распространенные из них. Но задачу достоверного различения человека и животного, сигнала от помехи нельзя назвать решенной. Особенно это касается уличных датчиков, работающих в жестких климатических условиях. Поэтому эта проблема продолжает оставаться актуальной. И ведущим направлением в ее решении становится совершенствование аппаратурных методов, т.е. разработка более эффективных алгоритмов обработки сигналов.


 в публикации использованы материалы и графическое оформление: Информационный порталцентра информационных технологий
"ОРБИТА-СОЮЗ"  http://os-info.ru