Как выбрать датчики для охраны периметра

Главное требование к системе охраны периметра — она должна работать и служба безопасности должна ей доверять. Не конкретно в этот четверг, а на протяжении ближайших 5-8 лет.

Для этого нужно верно подобрать периметральные извещатели. Они должны отвечать следующим требованиям:

Способность работать на установленном на объекте заграждении.
Хорошая настраиваемость. Т.е. способность обнаруживать всех нарушителей при отсутствии ложных сигналов «Тревога».
Стабильность работы во времени и надёжность.
Адекватные модели нарушителя и условиям эксплуатации антисаботажные свойства.
Простота обслуживания и ремонта. Т.е. сложность эксплуатации и обслуживания системы охраны периметра не должны превышать возможности инженерной службы объекта.
Соответствие дополнительным требованиям: наличие необходимых сертификатов, физический принцип действия, интеграция с пультовым оборудованием, температурный диапазон, соответствие дизайну заграждения, отсутствие демаскирующих признаков, работа совместно со средствами радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и пр.

Датчики для охраны периметра достаточно сильно отличаются друг от друга в цене, но на этапе первичного подбора этим можно пренебречь. В любом случае стоимость периметральных извещателей не превысит нескольких процентов от сметы.

1. Представленные на рынке датчики для охраны периметра

Все датчики для охраны периметра делятся на две большие группы.

Первая, с чувствительным элементом (ЧЭ), для работы которых вдоль заграждения нужно разместить какой-либо чувствительный элемент: провод, оптический кабель, решётка, точечные датчики-акселерометры, сенсоры и т.п.

Сюда относятся проводно-волновые, емкостные, точечные, оптиковолоконные, вибрационные, трибоэлектрические датчики, а также проводные датчики с раздельными высокочастотным и низкочастотным каналами (ВЧ-канал и НЧ-канал).

Вторая группа, без чувствительного элемента, для которых прокладка вдоль забора чувствительного элемента не требуется и нарушитель обнаруживается с помощью инфракрасного луча или радиолуча.

Это инфракрасные (ИК) и радиолучевые датчики (РЛД). Радиолучевые датчики бывают двухпозиционные (передатчик и приемник разнесены на края охраняемой зоны) и однопозиционные (передатчик и приемник объединены в одном корпусе, работают на доплеровском принципе, как радар).

Если вопрос ответственнее, чем охрана дачного участка, то задачи датчиков обычно такие:

извещатели с чувствительным элементом (за исключением проводно-волновых) — первый рубеж охраны, по ограждению объекта;
двухпозиционные РЛД — второй рубеж охраны, за забором объекта на территории предприятия. При яркой необходимости экономить бюджет и при простой помеховой обстановке могут быть применены и на первом рубеже. Но деревья, транспорт, люди будут давать много ложных срабатываний, поэтому устанавливают обычно за забором. Кроме того, их сложно настраивать на металлических заборах или если рядом с ограждением есть массивные металлические объекты;
ИК-датчики — охрана пространства над воротами и калитками. На не ответственных объектах могут применяться как основное средство обнаружения на первом рубеже, но на важных объектах это недопустимо;
однопозиционные РЛД — охрана подъездов к воротам, открытых площадок и т.п.

Есть масса датчиков для решения узких задах: контроль открытия ворот и калиток, обнаружение пролома стен, защита крыш, лестниц, водозаборников и пр. и пр. Задачи узко-специализированные, по ним у производителей есть типовые проектные решения, глубоко рассматривать их не будем.

Большинство же датчиков, среди которых предстоит сделать выбор, предназначены на решение самой распространённой задачи, - обнаружить вторжение с точностью от 50 до 200 метров (оптимальная для организации реагирования длина зоны охраны).

На рынке представлены извещатели с точечными датчиками (вешаются на каждую секцию 3D-забора), которые позволяют обнаруживать вторжение с точностью до 3-х метров (т.е. с точностью до длины секции заграждения). Такая точность подаётся как большое преимущество, но это избыточный функционал за избыточные деньги: в 10 раз дороже вибрационных и трибоэлектрических датчиков. И, на практике, всё равно охрана «собирает» эти датчики в единые зоны по 50-200 метров, так как для службы безопасности важно понимание именно зоны проникновения.

2. Модель нарушителя

Выбор датчиков для охраны периметра начинают с определения модели нарушителя, т.е. кого ловим. Есть масса подходов, сложная терминология, математика, нормативка у каждого своя, но суть сводится к принятию следующих решений:

а) оценка простоты перелаза нарушителя через заграждение.

Если ограждение низкое и нет дополнительного козырька, т.е. нарушитель может быстро перелезть и уйти вглубь территории, то к датчикам применяются повышенные требования по чувствительности и помехозащищённости. Они должны обнаруживать любую попытку перелаза и ложных тревог не должно быть вообще.

Только в этом случае служба безопасности системе будет доверять и реально начнёт нарушителя искать, который уже где-то на территории скрылся.

б) нужно ли обнаруживать попытку разрушения полотна заграждения: попытку проломить забор, вырезать дыру, отогнуть и пр.

Для крепких, бетонных и кирпичных заборов, которые постоянно находятся под видеонаблюдением, особенно при ограниченности бюджета, попытку пролома можно и не обнаруживать.

В остальных случаях контроль попытки разрушения полотна заграждения обязателен. Особенно это касается заграждений из профлиста (который легко отогнуть) и из 3D-решётки, которую можно не только отогнуть, но и выкусить дыру.

Также обязателен контроль с помощью охранных датчиков попытки разрушения бетонных и кирпичных заборов, которые находятся на удалённых и труднодоступных участках, которые могут осматриваться охраной объекта нерегулярно.

в) нужно ли обнаруживать прыжок/переброс предметов через заграждение, без непосредственного касания нарушителем/предметом забора.

Если готовимся к проникновению извне, например ожидаем прыжок на территорию через забор из кузова или с крыши автомобиля, либо с подкатываемой лестницы с мостиком, то необходим второй рубеж:

проводно-волновой или вибрационный датчик, обнаруживающий прыжок с заграждения;
либо радиолучевой датчик (РЛД).

Если нужно обнаруживать попытку переброса чего-либо с территории предприятия, также нужен второй рубеж, - как правило РЛД или проводно-волновой извещатель, контролирующие подход к забору.

г) нужно ли обнаруживать попытку подкопа под заграждением.

Если да, выбор датчика зависит от наличия и вида противоподкопного заграждения: полотно заграждения заглублено в землю, есть противоподкопная решётка или вообще под землёй ничего нет.

На заглубленном полотне лучше всего работают трибоэлектрические датчики.

Выполненная по нормативам противоподкопная решётка как правило ничего больше не требует. Но при желании может быть дополнительно защищена трибоэлектрическими извещателями.

В остальных случаях датчик выбирается, исходя из необходимой глубины обнаружения и требований по наличию тех или иных сертификатов. В целом хорошо зарекомендовали себя различные вибрационные извещатели.

д) ожидаемые максимальные уровни мотивации и подготовки нарушителя.

Абсолютно любую систему можно взломать или обмануть. Абсолютно любой охранный датчик можно пройти без сигнала «Тревога». Но некоторые пройти легко и быстро, а некоторые — очень сложно и долго.

В силу очевидных причин здесь не будет описания, как это сделать. Но некоторые рекомендации, что учесть при выборе датчиков, дать можно.

Первое, далеко не всегда нарушитель должен иметь привилегированный доступ к системе, знать сложные технические детали или слабые места извещателей. В жизни мотивация и безнаказанность важнее первоначальной подготовки. Если нарушитель совершил неуспешную попытку проникновения, его спугнули, но его не поймали, его опыт растёт. Кроме того, нарушители обмениваются этим опытом друг с другом.

Со временем любая система, которую можно «пройти» без применения специальных технических средств, будет пройдена. Коллективный нарушитель — бедная деревня рядом с вашим элитным посёлком — эту задачу быстро решит. Если у вас похожая ситуация, то нужно выбирать охранные извещатели, прохождение которых без специальных технических средств невозможно.

В особой зоне риска — точечные извещатели и извещатели с раздельными высокочастотным (ВЧ) и низкочастотным (НЧ) каналами. В силу физического принципа действия и логики обработки сигнала достаточно легко и быстро опытным путём, без специальных знаний, найти способ, как их быстро преодолеть.

Очень важен способ крепления чувствительного элемента извещателя к заграждению. Самый надёжный — проволочными скрутками и/или специальными антисаботажными скобами. Снять которые без сигнала «Тревога» невозможно. Худший вариант — пластиковые хомуты: при минимальных ошибках монтажа снять их без сигнала «Тревога» очень легко. Они, к тому же, со временем ослабевают и датчик начинает «ложнить».

Второе, в 90% случаев периметральные извещатели монтируются с мелкими и, на первый взгляд, незначительными нарушениями документации. Вы этого даже не заметите. Но это приводит к резкому снижению возможностей датчиков: по документации прибор идеальный, а в реальной жизни «мышей не ловит» и чтобы не было ложных тревог его нужно вообще «в ноль» загрубить.

Особо этой проблеме подвержены датчики с цифровой обработкой сигнала. Они вообще быстрее, чем аналоговые, «взламываются».

3. Совместимость извещателей с установленным на объекте забором. Рекомендации по применению периметральных датчиков на различных видах ограждения

Наиболее универсальные извещатели — трибоэлектрические. Они надёжно работают как на гибких, так и жестких ограждениях, с кованными заборами, с заборами из прутьев и с 3D-решетками, с ограждениями из профнастила, дерева, из сетки рабица и т.п. Обнаруживают перелаз, разрушение и отгибание полотна заграждения. Если ограждение заглублено — обнаруживают также и подкоп. На кирпичном или деревянном заборе трибокабель отлично прячется под жестяной козырёк, скрывая сам факт охраны.

На гибких заграждениях (профлист, 3D-решетка, сетка рабица, и т.п.) можно применить вибрационные извещатели. При их использовании следует уделить особое внимание прочности забора (чтобы не шатались столбы, не болталось полотно), - вибрационные датчики крайне чувствительнык качеству заграждения . Если этого не сделать, будет много ложных сигналов «Тревога».

Для защиты 3D-заборов, ограждений из сетки-рабица и т.п., помимо трибоэлектрических и вибрационных, используют точечные датчики и проводные датчики с раздельной обработкой высокой и низкой частоты (с НЧ и ВЧ-каналами). НЧ-канал обнаруживает перелаз, ВЧ-канал — разрушение полотна заграждения. Если нужно обнаруживать только перелаз, то можно применить один НЧ-канал. Если же нужно обнаруживать и разрушение полотна забора, то обязателен и ВЧ-канал.

В проекты часто закладывается решение «НЧ-канал по козырьку, ВЧ-канал — по полотну заграждения». Это решение возможно, но обладает рядом недостатков. В частности, если защитить полотно заграждения только с помощью ВЧ-канала, то перелаз с помощью лестницы обнаруживается, только если лестница приставлена к полотну заграждения. Если же лестницу приставляют к столбу, вероятность обнаружения нарушителя — минимальна.

Если на заборе установлен козырёк, его нужно защищать отдельно:

наилучшие результаты для защиты козырьков всех видов показывают трибоэлектрические датчики;
козырьки из спирали АКЛ и колючей проволоки можно защищать НЧ-каналом проводных датчиков. При этом нужно иметь ввиду, что НЧ-канал гарантированно обнаруживает только перелаз. Аккуратный и мотивированный нарушитель легко прорежет в АКЛ лаз и преодолеет заграждение без сигнала «Тревога»;
вибрационные датчики применять для защиты козырьков не желательно. На козырьках из сварной решётки у них низкая чувствительность, а на козырьках из спирали АКЛ или колючей проволоки будет много ложных срабатываний.

РЛД на металлических заборах настроить достаточно сложно, либо вообще невозможно. Для стабильной работы их нужно расположить на некотором расстоянии, как минимум 2-3 метра от основного заграждения.

Если РЛД нужно использовать непосредственно на заборе, для этого производятся специальные радиопрозрачные композитные заграждения.

Для обнаружения пролома бетонных и кирпичных заборов применяют вибрационные извещатели.

Для защиты заборов из металлических и кованных решёток удобно применять сенсоры. Они прикручиваются или привариваются к забору, практически не заметны и не портят внешний вид заграждения.

4. Проблемы настраиваемости периметральных извещателей

Настроить периметральный извещатель — это найти такую минимальную чувствительность, при которой датчик ловит всех нарушителей и не даёт ложных сигналов «Тревога». Т.е. добиться достаточной обнаружительной способности при отсутствии ложных срабатываний в условиях реальной эксплуатации

На столе в лаборатории абсолютно все периметральные датчики работают хорошо. А на реальном заборе - чем выше чувствительность, тем больше ложных срабатываний. Ставим низкую чувствительность — пропускаем половину нарушителей. Повышаем чувствительность — куча «ложняков».

Больше всего ложных срабатываний дают радиолучевые датчики (РЛД). Для их стабильной работы пространство между приёмником и передатчиком нужно постоянно обслуживать: косить траву и пр. В идеале — защитить от животных и случайных прохожих.

ИК- датчики также дают много «ложняков», на солнце, дождь, снег и пр. Для уменьшения числа ложных срабатываний расстояние между передатчиком и приёмником нужно делать минимальным.

Большое число ложных срабатываний у датчиков подкопа и проводноволновых извещателей, - в силу самого физического принципа их действия и сложной рабочей обстановки. Кроме того, нужно иметь ввиду, что датчики подкопа сразу после установки много «ложнят», пока земля не уляжется. Но при грамотной установке и настройке и с этими типами датчиков можно выйти на минимум ложных срабатываний.

Вибрационные извещатели хорошо настраиваются на жёстких заграждениях. На слабых же заграждениях их помехозащищённость падает. Вибрация заграждения появляется по массе зачастую неустранимых причин. В ходе эксплуатации бывает сложно в настройках найти «золотую середину» и, на практике, чувствительность часто загрубляют. Что может приводить к пропускам нарушителей.

Проводные извещатели с раздельными НЧ и ВЧ-каналами — это как раз попытка повысить помехозащищённость. В ряде случаев такой подход даёт приемлемый результат. Но нужно учесть, что на слабых ограждениях, и тем более при ошибках проектирования и монтажа, ВЧ-канал — это неиссякаемый источник ложных срабатываний: удары веток, вибрации заграждения различной природы и пр. и пр. Зачастую в ходе эксплуатации он просто отключается и разрушение полотна заграждения далее не обнаруживается.

В силу физического принципа действия наилучшая настраиваемость — у трибоэлектрических извещателей. Они, при схожести принципа действия с вибрационными, кардинально отличаются методом обработки сигнала, - выявляются и анализируются не вибрации, а характер деформаций заграждения. Трибоэлектрические датчики обнаруживают не последствия действий нарушителя (вибрации), а сами его действия (сигнатуры действий): давление на заграждение, разрушение его полотна, копку земли и т.п.

5. Стабильность работы охранных извещателей во времени. Проблемы надёжности

Со временем извещатель может начать выдавать ложные сигналы «Тревога», «ложнить», а значит необходима его подстройка и регулировка. Возможные причины — изменение погодных условий, смена сезонов, ослабление ограждения и крепления к нему чувствительных элементов, ошибки монтажа и пр.

Стабильность настроек извещателя — это один из важнейших его параметров. Если датчик начинает со временем «ложнить» (погода поменялась, забор ослаб), то охрана постепенно «загрубит» чувствительность. Объект останется без охраны, а вы об этом даже не узнаете.

Это особенно опасно для датчиков, у которых есть дистанционная регулировка чувствительности по RS-485: чтобы не было ложных срабатываний охрана прям с пульта постепенно уменьшает чувствительность и объект остаётся без охраны.

У некоторых извещателей в руководстве по эксплуатации даны рекомендации по сезонным подстройкам. Но даже если в «Руководстве...» написано, что подстроек со временем не требуется, на практике часто бывает по-другому.

Датчики на разных физических принципах действия обладают разной стабильностью настроек и разной «требовательностью» к качеству монтажа.

РЛД, как правило, требуют сезонной подстройки достаточно часто.

Постоянно требуют подстройки емкостные извещатели.

Проводные датчики с раздельными НЧ-каналом и ВЧ-каналом чувствительны к качеству забора и к качеству монтажа. ВЧ-канал проводных извещателей, а также вибрационные извещатели также чувствительны к изменениям погоды и к сезонности.

Активно «ложнить» со временем могут начать и извещатели с точечными датчиками. Причина - большое число клеммных соединений, по 4 на каждый точечный датчик, - т.е. 650 соединений на участке длиной 500 метров. С течением времени, в результате их ослабления и окисления, растёт число ложных срабатываний и выходов оборудования из строя.

Ряд производителей выпускает точечные датчики в неразборных корпусах в виде единой виброчувствительной линии, что отчасти решает проблему. Но крепления точечных датчиков к заграждению со временем ослабевают, что также приводит к росту числа ложных срабатываний.

Наиболее стабильны и наименее требовательны к качеству монтажа трибоэлектрические извещатели.

Очень важен для стабильности настроек извещателя во времени способ крепления чувствительного элемента к заграждению. Применяют три способа: с помощью пластиковых стяжек, с помощью металлической проволоки и металлическими стяжками/скобами.

Крепление чувствительного элемента с помощью пластиковых стяжек быстрее и дешевле, но со временем (вне зависимости от материала и цвета) стяжки ослабевают и разрушаются. Чувствительный элемент начинает «гулять», появляются «провисы», - в результате падает чувствительность и растёт число ложных срабатываний. Ну а дальше инженеры ТСО ещё больше загрубляют чувствительность извещателя и риск проникновения нарушителей на объект растёт.

Крепление проволокой — способ надёжный и не дорогой, но имеет два недостатка:

требуется определённая квалификация мотажников;
при пережимах проволокой чувствительного элемента у ряда извещателей растёт число ложных срабатываний.

Крепление металлическими скобами лишено недостатков нейлоновых стяжек и проволоки, может проводиться неквалифицированным персоналом, но несколько дороже и ведётся специальным инструментом (особого вида клещи).

6. Адекватные модели нарушителя и условиям эксплуатации антисаботажные свойства

Если вероятна атака подготовленным и мотивированным нарушителем, либо в случае высокой вероятности множества «дилетантских» атак «до результата», при выборе периметральных извещателей целесообразно принять во внимание соображения ниже.

Для полноценной защиты заграждения типа «3D-решётка + козырёк из спирали АКЛ» нужно три канала и три чувствительных элемента: НЧ + ВЧ на полотно заграждения и НЧ на АКЛ. При защите полотна заграждения только ВЧ-каналом возможны пропуски нарушений: могут не обнаруживаться отгибание полотна заграждения и преодоление заграждения с помощью лестницы, без касания АКЛ.

Применение для крепления чувствительного элемента пластиковых стяжек, особенно для ВЧ-канала, делает возможным демонтаж ЧЭ нарушителем без сигнала «Тревога».

На рынке представлены периметральные извещатели, у которых чувствительный элемент, провода для питания и для передачи информации объединены в один кабель. И хотя такой кабель обычно бронируют, он крепится прямо на забор и абсолютно беззащитен перед нарушителем. Такой кабель можно перерезать любым болторезом и без охраны останется не часть забора, а весь забор — весь объект.

Если периметр объекта находится под воздействием различных помех, целесообразно принять во внимание следующее.

Если в непосредственной близости от периметра находится ЛЭП, радар, РЭБ или другой мощный источник радиоэлектронных помех, от нужно ставить извещатели с 4-й степенью жесткости к воздействию электромагнитных помех.

На объектах, где может быть повышенный уровень радиации, нельзя применять оптиковолоконные периметральные извещатели. Также, в силу сложности ремонта оптоволокна, их не рекомендуется применять на удалённых объектах и на объектах с низкой квалификацией обслуживающего персонала.

При непосредственной близости от ограждения железнодорожных путей (ближе 20 метров) лучше ставить трибоэлектрические извещатели.

Если рядом с забором есть деревья, ветви которых могут бить по заграждению, вибрационные извещатели и извещатели с ВЧ-каналом лучше не ставить, иначе будет большое число ложных срабатываний. Либо деревья нужно убрать.

7. И ещё раз про цену

Поиск способов удешевления периметральных извещателей (снижение числа электронных компонентов, отказ от дорогих микросхем, снижение трудоемкости производства) идёт постоянно. Опыт показывает, что упрощение прибора сопровождается следующими негативными явлениями:

рост числа ложных срабатываний;
ухудшение настраиваемости извещателя, т.е. возможности добиться нужной обнаружительной способности при отсутствии ложных тревог;
растёт подверженность внешним негативным электромагнитным факторам (грозы, ЛЭП);
увеличивается число отказов изделия, характеристики прибора со временем ухудшаются.

Единственный, хоть в чём-то оправдавший себя способ снижения стоимости извещателя без потери главных потребительских качеств, - это вынос средств регулировки в отдельное внешнее устройство (как правило продаётся отдельно).

Подводя итог. Есть очень дорогие периметральные системы, цена которых ничем не оправдана. Есть дешёвые, которые отлично работают, но в идеальных, очень-очень редких условиях. Но большинство периметральных датчиков — это компромисс между сложностью (т.е. ценой) и потребительскими качествами.