Волоконно-оптические распределенные сенсоры для охраны периметров.

Современные тенденции развития

ООО «ПРИКЛАДНАЯ РАДИОФИЗИКА»

НАУКОГРАД ЧЕРНОГОЛОВКА

изменения показателя преломления ∆n в волокне

изменения фазы распространяющейся световой волны ∆φ ~ ∆n + изменение вектора электрического поля волны Е, ответственного за состояние поляризации.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СЕНСОРОВ ( РОС)

механические деформации конструкции, жестко связанной с оптическим кабелем

R E C E I V E R( R x )

T R A N S M I T T E R( T x )

D I S T U R B E D F I B R E - O P T I C W A V E G U I D E

механические напряжения в оптическом волокне

Деформация оптического кабеля

Линейный фотоупругий эффект

Для регистрации фазово-поляризационных изменений в оптике применяются различные схемы интерферометров. В любом оптическом, в том числе волоконно-оптическом, интерферометре используется, по крайней мере, две световые волны, одна из которых (Е1 ) опорная, а другая ( Е2 ) подвергается фазово-поляризационным изменениям под действием тех или иных физических полей

(Е1 ) опорная

( Е2 )

Интерференция, как результат сложения полей когерентных* световых волн Е1 + Е2 проявляется в изменении результирующей интенсивности I, регистрируемой фотоприемным устройством интерферометра:

I =< ( Е1 + Е2 )2>

Для двух когерентных волн можно получить выражение, связывающее изменение интенсивности I (t), как функции от изменения фазы и поляризации.

I (t) ~ Е1Е2 cos [ ∆φ + ∆ φ(t) ]

где t — время, ∆φ - начальная , имеющая случайный характер, разность фаз интерферирующих световых волн, ∆ φ(t) — разность фаз, связанная с изменением условий распространения в оптическом волокне под действием внешних механических деформаций.

Лазер

Фотоприемник

Фотоприемник

ЛазерЛазер

Лазер

Кабель связи оптический

Кабель-датчик оптический

Основные проблемы при создании РОС

1. Подавление шумов лазерных излучателей в полезной области сигнала

2. Подавление шумов в оптических линиях

3. Увеличение чувствительности волоконно-оптических интерферометров для увеличения отношения сигнал/ шум

4. Создание надежного , удобного в эксплуатации обычным персоналом и

ремонтнопригодного прибора

Основные проблемы при использовании РОС в системах безопасности

1. Достижение отношения сигнал/шум , достаточного для всепогодного детектирования нарушителя

2. Разработка методов обработки сигналов для минимизации ложных сработок, вызванных природными источниками

3. Разработка конструкций РОС , минимизирующие риски при попытках вывода из строя систем охраны на основе РОС

4. Разработка дополнений к РОС для сопряжения или интеграции с существующими системами охраны

Все изделия серии ВОРОНТМ состоят из аппаратно-программной части и линейной части.

Аппаратно-программная часть размещается в пультовом помещении или помещении охраны

Кабель-датчик В-КДВОТ-01

7,5-8 мм

Усилие на разрыв - 850 кг

Результат прохождения входных параметров Pi через нейронную сеть в программе «ВОРОН-НЕЙРО» определяет: является сигнал тревожным

или ложным.

ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ПРОГРАММЫ «ВОРОН-НЕЙРО©»: РАСПОЗНАВАНИЕ И РАЗДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА «ТРЕВОЖНЫЕ» И «ЛОЖНЫЕ»

Сигналы, пришедшие от линейных частей (зон охраны), разбиваются на параметры Pi , формирующие образ нарушителя или помехи в частотно-временной и

амплитудно-энергетической области

Параметры P, каждые ¼ секунды поступают на вход обученного

нейросетевого анализатора –

«искусственного мозга»

Предварительное обучение нейронных сетей по сигналам реальных воздействий

ТРЕВОГА ПОМЕХА

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВОГО АНАЛИЗАТОРА «ВОРОН-НЕЙРО©» ПОЗВОЛЯЕТ РЕЗКО СНИЗИТЬ ЧИСЛО ЛОЖНЫХ СРАБОТОК ДО 0.5

В КВАРТАЛ НА ОДНУ ЗОНУ ОХРАНЫ

Результаты анализа и распознавания сигналов программой «ВОРОН-НЕЙРО©» отображаются на Мониторе оперативной

обстановки

КОМПЛЕКС «ВОРОН» ФУНКЦИОНИРУЕТ В НЕПРЕРЫВНОМ АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ БЕЗ ВОЗМОЖНОСТИ ОТКЛЮЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОМ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОПЕРАТОРА С КОМПЛЕКСОМ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ С ПОМОЩЬЮ ЕДИНСТВЕННОЙ КНОПКИ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ПРИНЯТИЯ

СООБЩЕНИЯ О ТРЕВОГЕ

В ВАРИАНТЕ ИСПОЛНЕНИЯ «ВОРОН-ДУБЛЬ» БЛОК «БОРОС» ИМЕЕТ ГОРЯЧИЙ РЕЗЕРВ С ПОЛНЫМ ДУБЛИРОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИИ

ШТАТНЫЙ БЛОК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ГАРАНТИРОВАННОЕ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ ДО 24 ЧАСОВ

СИГНАЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОТ ВСЕХ ЗОН ПЕРИМЕТРА

Обмен информацией с внешними

устройствами других производителей Удаленный АРМ

(контроль руководителя)

ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ ( МОНИТОР)

1.1. Многопараметрический анализ и распознавание сигналов в реальном времени обучаемыминейронными сетями с

визуализацией событий намониторе2. Автоматизированное обучение нейронных сетей по реальнымсигналам3. Сбор и хранение информации о всех тревожных воздействиях с

сохранением полного сигнала и возможностьюпоследующего дообучения нейронных сетей

4. Обменинформацией с внешними устройствами и организация .удаленного отображенияинформации

ОСНОВНЫЕ РЕШАЕМЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ:ЗАДАЧИ

№Наименование параметра Значения

1

Вероятность обнаружения цели после обучения на объекте , не менее

0,95

2 Протяженность рубежа охраны , м 0… 30000

3

45

678910

Протяженность участка ( зоны) охраны. для сигнализационных заграждений , м0…1000

для сейсмо-деформационно-акустических (СДА) кабелей-датчиков подземного заложения , м 0…. 250

Количество адресных участков (зон) охраны неограничено

Типы заграждений для размещения оптического кабеля-датчика сварная сетка 3-6 ммАКЛ, ПКЛЗ, СББ, профильная труба до 57мм, деревянные ограждения и т.п.

Ширина чувствительной контрольной СДА -полосы , м 4………7

Максимальная мощность, потребляемая изделием «ВОРОНТМ-2М-С (–ДУБЛЬ)» от источника переменного тока 220В, 50Гц, Вт, не более 300 ( 600)

Средний срок службы до списания, лет, не менее 15

Диапазон рабочих температур, град. С:-линейной части-пультовой частиминус 60-плюс 70минус 5- плюс 50

Операционная платформа для программного продукта «ВОРОН-НЕЙРО©» LINUX

- ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КОМПЛЕКСА

« ВОРОН ТМ»

не восприимчив:- к электромагнитным помехам - к электрическим разрядам- к ЭМИ- оружию

не содержит:-участковых шкафов-электрических проводов и кабелей- устройств электропитания

не требует :- обслуживания линейной части в течение срока эксплуатации

имеет:-высокую вероятность обнаружения и низкий уровень ложных сработок за счет многопараметрического анализа и распознавание сигналов в реальном времени с помощью обучаемых нейронных сетей -- уникальные аппаратно-программные возможности для создания многозонных и многорубежных комплексов охраны протяженных и распределенных объектов- электромагнитную совместимость во всем диапазоне радиочастот--возможность постоянной модернизации без замены аппаратуры и кабелей

ВОРОН ТМ - ЭТО ПРОРЫВ В НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОХРАНЫ ПЕРИМЕТРОВ, ПОТОМУ, ЧТО:

В отличие от всех существующих систем и устройств для охраны периметров ВОРОН ТМ на всем протяжении линейной части