STEKOP z „podziemnym radarem” do ochrony granic

Artykuł sponsorowany

W ochronie obwodowej obiektów coraz większe znaczenie mają specjalne niewidoczne dla otoczenia systemy podziemne, uzupełniające wcześniej stosowane systemy naziemne: tzw. czujniki napłotowe, bariery mikrofalowe, aktywne tory podczerwieni i systemy optoelektroniczne. Oczywiście systemy naziemne są stosunkowo łatwe w montażu, jednak są widoczne dla potencjalnego intruza, który może nie tylko próbować ominąć zabezpieczenia, ale również je zniszczyć.

W przypadku systemów napłotowych, na ich niezawodność i pewność działania znaczący wpływ ma konstrukcja płotu i jego stan. Takie rozwiązania wymagają więc regularnej konserwacji, co przy rozległych systemach (np. na granicy jest bardzo kosztowne. Dodatkowo są to systemy, które wymagają ciągłego nadzoru i ochrony przed sabotażem – w tym również przed kradzieżą. Oznacza to konieczność utrzymywania ciągłego nadzoru przez wyspecjalizowane służby lub formacje ochronne (SUFO).

To właśnie z tego powodu coraz większego znaczenia w ochronie terenów nabierają systemy podziemne, które są całkowicie ukryte przed wzrokiem potencjalnego intruza. Intruz ten ma wtedy nie tylko problem z wykryciem słabych punktów takiego systemu, ale nawet z określeniem, czy taki system w ogóle jest zamontowany.

Systemy podziemne są dodatkowo stosunkowo mało podatne na zakłócenia i wpływ czynników zewnętrznych, czego efektem jest bardzo niski poziom tzw. fałszywych alarmów. Dodatkowo dzięki specjalnej konstrukcji kabli sensorycznych, systemy podziemne charakteryzują się długim okresem eksploatacji i bezawaryjną pracą dochodzącą do kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu lat.

Sposób działania systemu ochrony obwodowej firmy STEKOP

Uznanym rozwiązaniem w tej dziedzinie jest opracowany i produkowany przez polską firmę STEKOP S.A. czujnik ochrony obwodowej HF500R. Jest to urządzenie specjalnie dedykowane do ochrony obwodowej obiektów. Może on być stosowany do zabezpieczenia granic, jak również obiektów rozległych obszarowo, takich jak: bazy wojskowe, lotniska, zakłady przemysłowe, ujęcia wody i farmy fotowoltaiczne.

Zastosowaliśmy najnowocześniejsze technologie, aby zmaksymalizować skuteczność czujnika. Jestem przekonany, że jego cechy, takie jak: niewidoczność, niezawodność i zdolność adaptacji do zmiennych warunków środowiskowych, docenią zarówno służby ochrony, jak i administratorzy infrastruktury krytycznej
Jan Kowalski - jeden z twórców doziemnego czujnika ochrony obwodowej HF500R

System działa jak radar, z tym że elementami nadawczymi i odbiorczymi są podłączone do czujnika HF500R dwa kable sensoryczne, położone na optymalnej głębokości 25 cm i odsunięte od siebie w optymalnej odległości 2 m. Taka konfiguracja zapewnia maksymalny rozmiar strefy detekcji, a tym samym najlepsze zdolności do wykrywania intruzów próbujących przekroczyć granicę chronionego terenu w różny sposób (w pozycji wyprostowanej, przejście na kolanach, czołgając się itp.). W odróżnieniu od innych, oferowanych na rynku czujników ochrony obwodowej, w przypadku czujnika HF500R jako przewody sensoryczne stosuje się standardowe, powszechnie dostępne tzw. „kable cieknące” („promieniujące”), czyli kable koncentryczne o konstrukcji pozwalającej na emisję pola elektromagnetycznego na zewnątrz przewodu, stosowane w technice radiowej, np. system Tetra.

Sensor korzysta ze zjawisk wykorzystywanych w radarach FMCW (Frequency-Modulated Continuous-Wave) z falą ciągłą modulowaną częstotliwościowo. Sensoryczny kabel „nadawczy” wysyła więc sygnały radiowe o zmieniającej się częstotliwości, które po odbiciu od intruza są odbierane przez kabel „odbiorczy” i analizowane w systemie (poprzez pomiar takich parametrów jak częstotliwość, poziom sygnału i czas trwania zaburzenia).

Tworzy się w ten sposób niewidzialna strefa detekcji, standardowo o szerokości 2,5 m i wysokości 1,5 m, której naruszenie jest lokalizowane i sygnalizowane jako alarm z dokładnością do 3 metrów. Przy czym określa się nie tylko położenie intruza, ale również jego prawdopodobną masę i szybkość przemieszczania się.

Wielkość strefy detekcji i jej kształt zależą m.in. od:

• odległości między kablami sensorycznymi (wraz ze wzrostem odległości kabli od siebie zwiększa się szerokość strefy),
• rodzaju gruntu (w gruntach lekkich strefa jest większa, ale jej granice są mniej ostre; w gruntach ciężkich strefa jest mniejsza i bardziej zwarta),
• ustawionego progu detekcji (im niższy próg detekcji czujnika HF500R, tym większa strefa),
• otoczenia (różne obiekty w pobliżu kabli sensorycznych, np. rury kanalizacyjne, ogrodzenie itp., mogą zmieniać kształt strefy detekcji).

„Niewidzialność” systemu detekcji wynika przede wszystkim z niskiego poziomu emisji sygnału nadawczego, który jest bardzo trudny do wykrycia przez powszechne systemy skanujące. Dzięki temu system nie zaburza również działania innych urządzeń elektronicznych, znajdujących się w pobliżu.

Chociaż optymalna głębokość zakopania kabli sensorycznych wynosi 25 cm, a optymalna odległość pomiędzy nimi to 2 m, w razie potrzeby przewody można instalować również na innej głębokości (od 15 cm do 40 cm) i w różnych odstępach (od 0,9 m do 2,0 m) bez znaczącego pogorszenia własności detekcyjnych czujnika HF500R. Wybrana głębokość zakopania kabli, jak również wybrana odległość, powinna być jednak utrzymana na całej długości kabla sensorycznego danego segmentu. Dodatkowo przewody sensoryczne powinny być prowadzone w linii prostej, a ewentualne zmiany kierunku powinny być wykonywane łagodnymi łukami.

Przewody te są jednak zawsze ukryte i jest małe prawdopodobieństwo ich niezamierzonego uszkodzenia lub umyślnego sabotażu. Brak zmian w otoczeniu pozwala też na wykorzystanie tego systemu do ochrony zabytków, gdzie nie można ingerować w wygląd obiektu oraz jego konstrukcję.

Trzeba przy tym pamiętać, że od poprawnej instalacji kabli sensorycznych zależy właściwe działanie czujnika HF500R. Przewody te są łączone ze sterownikiem HF500R za pośrednictwem kabli obojętnych, które nie wchodzą w skład strefy detekcji. Ich zadaniem jest tylko doprowadzenie sygnału pomiarowego ze sterownika HF500R do „cieknącego” kabla nadawczego oraz sygnału z „cieknącego” kabla odbiorczego do sterownika HF500R.

Czujnik HF500R w konfiguracji autonomicznej

Konstrukcja systemu ochrony obwodowej firmy STEKOP jest modułowa. Jego najmniejszym elementem jest tzw. segment, którym można zabezpieczyć strefę o maksymalnej długości 500 m. W skład takiego segmentu wchodzą dwa przewody sensoryczne (odbiorczy i nadawczy), które podłącza się do czujnika ochrony obwodowej HF500R (mieszczącego się w szczelnej obudowie o rozmiarach 274 x 189 x 67 mm). W takiej konfiguracji zapewniona jest detekcja zarówno naruszenia strefy ochrony, jak i lokalizacja miejsca naruszenia z dokładnością do 3 m. Oznacza to, że w jednym segmencie może być wyróżnionych aż 166 stref alarmowych. System zapewnia jednoczesne wykrywanie intruzów poruszających się z prędkością od 0,12 m/s do 20 m/s, o ile odstęp pomiędzy nimi jest nie mniejszy niż 12 m.

Przy działaniu autonomicznym sensor HF500R działa jako klasyczna czujka, którą włącza się w linie dozorowe centrali alarmowej.

Dołączenie sensora do Systemu Sygnalizacji Włamania i Napadu możliwe jest poprzez cztery konfigurowalne wyjścia przekaźnikowe (w które każdy czujnik HF500R jest standardowo wyposażony) – wówczas do centrali alarmowej można przekazać informacje o maksymalnie czterech zdarzeniach (alarm w strefie, uszkodzenie itp.).

Liczba wyjść przekaźnikowych może zostać zwiększona poprzez podłączenie do czujnika HF500R dodatkowych czterech modułów wyjść przekaźnikowych HF500R-MWP (o rozmiarach 220 x 118 x 30 mm). Każdy taki moduł zawiera 16 wyjść przekaźnikowych NC/NO. W ten sposób za pomocą jednego czujnika HF500R można przesłać do centrali alarmowej stan maksymalnie 64 zdefiniowanych stref alarmowych (co daje rozdzielczość lokalizacji intruza równą 8 m).

Czujnik HF500R w konfiguracji sieciowej

Chcąc jeszcze bardziej rozbudować system ochrony, czujniki HF500R i moduły wyjść HF500R-MWP łączy się w sieć, z możliwością wyboru optymalnego w danej lokalizacji sposobu połączenia elementów systemu ochrony obwodowej między sobą oraz z systemem nadrzędnym. Sensor HF500R i moduły HF500R-MWP zostały wyposażone w cztery interfejsy komunikacyjne:

• przewodowy interfejs RS485 z izolacją galwaniczną – do łączenia z systemem nadrzędnym za pomocą jednego połączenia kablowego – magistrali RS485;
• światłowodowy interfejs RS485 – do łączenia z systemem nadrzędnym za pomocą światłowodu wielomodowego;
• interfejs LAN Ethernet 10/100 Base-T – pozwala na dołączenie do sieci Ethernet 10 Mbit lub 100 Mbit za pośrednictwem sieci LAN;
• oraz interfejs USB – do lokalnego łączenia czujnika HF500R z komputerem PC.

W celu dokładnego i szybkiego zobrazowania stanu bezpieczeństwa chronionego obszaru, system HF500R może współpracować z nadrzędnym Systemem Zarządzania Bezpieczeństwem Fizycznym typu PSIM (Physical Security Information Management). W takim przypadku, najczęściej integracja sensorów z systemem nadrzędnym odbywa się za pośrednictwem sieci LAN i dzięki wbudowanym fabrycznie portom komunikacji Ethernet wystarczy jedynie dołączenie czujników HF500R do zasilania oraz magistrali komunikacyjnej z systemem nadrzędnym. To właśnie przez nią przesyłane są w sposób cyfrowy informacje o naruszeniu poszczególnych stref detekcji oraz powiązania z kamerami systemu dozoru wizyjnego.

Przy łączeniu kilku segmentów i tworzeniu bariery ochronnej o długości większej niż 500 m, należy pamiętać, by przewody sensoryczne kłaść na zakładkę (o długości około 6 m), tak by nie było stref „martwych”. Żeby w takim przypadku sygnał pomiarowy emitowany przez jeden z czujników HF500R nie był odbierany przez drugi czujnik HF500R i interpretowany jako odpowiedź, istnieje możliwość wyboru sposobu generacji sygnału pomiarowego. Może on mieć bowiem częstotliwość narastającą (tryb pracy „UP”) lub też malejącą (tryb pracy „DOWN”), kompensując w ten sposób możliwe interferencje sygnałów pomiarowych sąsiednich czujników oraz wzajemne zakłócanie się urządzeń.

Sterowniki systemu ochrony obwodowej HF500R obsługiwane są przez specjalny program serwisowy „HFView”, który pozwala pracownikom serwisu na jego zdalne (po sieci) lub lokalne (np. port USB) zarządzanie i monitoring parametrów pracy, w tym na jego uruchamianie, konfigurację (wybór: trybu pracy, poziomu mocy wyjściowej nadajnika, referencyjnego wzmocnienia toru odbiorczego, ustawień interfejsów komunikacyjnych czujnika, funkcji i trybu pracy poszczególnych wejść i wyjść itp.), a także jego kalibrację (w tym odczyt aktualnych parametrów pracy czujnika, stanu kabli sensorycznych, temperatury wewnętrznej czujnika, stanu stref detekcji itp.) oraz odczyt logu historii zdarzeń.

System HF500R przystosowany jest do zasilania napięciem z zakresu 10,6–48V DC. Konstrukcja wszystkich składowych elementów systemu HF500R została tak zaprojektowana, by zapewniać jego długotrwałą i niezawodną pracę, a możliwość zdalnego monitorowania kluczowych parametrów pracy pozwala na ograniczenie do niezbędnego minimum czynności konserwacyjnych systemu w miejscu jego pracy, co w znacznym stopniu zmniejsza koszty jego eksploatacji.

Artykuł sponsorowany