Интеллектуальные системы обеспечения безопасности с использованием беспилотных летательных аппаратов

Фомин П.М., к.т.н., руководитель, Главное управление МЧС России по Удмуртской Республике, г. Ижевск, Россия;

Захаров А.В., генеральный директор – генеральный конструктор, группа компаний ZALA AERO ООО «ЦСТ», г. Ижевск, Россия;

Поздеев А.Г., заместитель начальника отдела, Главное управление МЧС России по Удмуртской Республике, г. Ижевск, Россия;

Белый Ю.М., ведущий инженер-конструктор по системам управления, группа компаний ZALA AERO ООО «ЦСТ», г. Ижевск, Россия 

Аннотация

В сфере обеспечения безопасности предприятия разработано значительное количество разнообразных систем противодействия внешним и внутренним угрозам. Построенные на основе комплексного подхода и взаимодействия различных структурированных эле­ментов, эти системы, эффективно работающие в помещениях и на территориях малого размера, учитывая нестабильный человеческий фактор, не являются совершенными для охраны зон большой площади или протяженности. Даже наличие огромного числа тех­нических средств безопасности не всегда оказывается наиболее правильным ре¬шением исходя из критерия «цена/ка¬чество». В этой связи предлагается интеграция беспилот­ного летательного аппарата в среду комплексной безопасности.

Ключевые слова: система безопасности, беспилотник, беспилотный летательный аппарат, БЛА, охрана.

Интеграция беспилотного летательно­го аппарата (БЛА) в среду комплексной безопасности (рис. 1) представляет собой новый, инновационный, а главное эффек­тивный способ модернизации имеющейся элементной базы охраны предприятия, а также мониторинга больших по площади территорий, как частного, так и государ­ственного характера. В настоящее время в России отечественная беспилотная авиация находится на этапе становления и бурно­го развития, особенно в сфере малых и средних БЛА – в стране насчитывается де­сяток производителей, ведущих активную деятельность в области разработки, произ­водства и эксплуатации беспилотников.

Рис. 1. Комплексная система безопасности предприятия

Неопределенность военного применения «дронов» в структурах Министерства обо­роны, отсутствие внятной государственной политики развития беспилотного крыла ВВС и армейских сухопутных частей разительно отличается от ускоряющегося процесса вне­дрения и широкой эксплуатации комплексов с БЛА в гражданской сфере. Очевидную экономическую выгоду экономии средств и универсальность применения, а также воз­можности беспилотников первыми ощутили на себе авиационные отряды МВД, активно эксплуатирующие БЛА. Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычай­ным ситуациям и ликвидациям последствий стихийных бедствий в свою очередь также начало активно внедрять беспилотники в свои отряды и уже имеет значительный опыт их применения. Аэрофотосъемка и картография, мониторинг с/х угодий, при­брежной зоны, границ, криминогенной и чрезвычайных ситуаций – вот тот неполный перечень областей применения беспилотных аппаратов. Процесс интеграции комплексов с БЛА в традиционную налаженную систе­му деятельности различных организаций и является на текущий момент основной задачей, сопряженной с определенными трудностями, как административного, так и чисто технического характера. 

Несмотря на широкий спектр обла­стей эксплуатации БЛА, в своей работе я попытался представить несколько нестан­дартный, но вместе с тем интересный способ внедрения «дронов»: интеграция беспилот­ных летательных аппаратов в наземные охранные системы предприятий.

Наземный комплекс

Наземный охранный периметр может быть оснащен детекторами движения, а также многоканальными системами ви­деонаблюдения. Встроенные лазерные дальномеры позволяют точно определить расстояние до объекта вторжения, а модуль GPS определить его положение на карте охраняемой территории (рис. 2).

Рис. 2 Состав комплекса

Датчики движения с цифровой техноло­гией обработки сигналов предназначены для охраны протяженных периметров средней и большой дальности, таких как аэропор­ты, крупные промышленные предприятия, склады, а также объекты с высокой степе­нью безопасности. В зависимости от модели длина чувствительной зоны может состав­лять от 50 до 500 метров. Блоки датчиков снабжены параболическими антеннами с линейной поляризацией излучения.

Мобильный комплекс

Наземный передвижной комплекс управления (наземная станция управления) на базе автомобиля высокой проходимости представляет собой полноценное рабочее место оператора с богатым функционалом и системой жизнеобеспечения (рис. 3).

Рис. 3 Станция управления

НСУ, в дополнение к уже имеющей­ся системе видеонаблюдения, может быть оснащена дополнительными камерами сле­жения, а также прицепом со стационарной НСУ контейнерного типа, позволяющей вести работы на значительном удалении продолжительное время. 

Станция обеспечивает постоянный кон­троль за беспилотными аппаратами (до 4 одновременно), а также синхронизиру­ет полученные данные со стационарных камер и датчиков движения. Использова­ние нескольких мобильных комплексов одновременно позволяет обеспечивать ви­деонаблюдение в реальном масштабе времени за протяженными охраняемыми территориями. Система мобильного дистан­ционного видеонаблюдения для охранных систем обеспечивает в реальном масшта­бе времени передачу видеоинформации с охраняемых объектов с использованием мобильных комплексов видеонаблюдения на стационарные удаленные пункты управ­ления охранных систем. 

При этом в состав комплексов ви­деонаблюдения входят как собственные средства создания мультисервисной сети, так и средства обеспечивающие сопряжение с территориальными мультисервисными сетя­ми, поддерживающими технологию TCP/IP.

Автомобильный парк заказчика может быть оснащен маяками для последующего определения транспорта в системе «свой-чужой».

Воздушный сектор

Система подразумевает инте­грацию беспилотного летательного аппарата в среду комплексной безопасности и представляет собой эффективный спо­соб модернизации имеющейся элементной базы охраны предприятия.

Как часть комплексной безопасности предприятия способна выполнять следую­щие задачи:

- наблюдение территорий в радиусе до 50 км в режиме получения видеосигнала высокого разрешения с БЛА в прямой транс­ляции на мониторы центра управления;

- постоянный круглосуточный монито­ринг территорий в радиусе до 200 км при условии записи полученных данных на цифровой носитель на борту планера;

- обнаружение, идентификация и веде­ние движущихся объектов;

- при наличии системы «свой-чужой», оперативное информирование о наруше­нии границ и вторжении на территорию постороннего объекта (рис. 4). ­ 

Рис. 4 Площадь визуального покрытия

Система действует по следующему принципу.

Детекторы движения выявляют факт на­рушения границы и место проникновения. Ближайшие видеокамеры захватывают объ­ект и ведут его до момента подлета БЛА, который приняв сигнал тревоги, автомати­чески выдвигается к заданному квадрату. Видеонаблюдение ведется как с наземных камер, расположенных по периметру терри­тории, так и с использованием видеокамер, расположенных на беспилотном летатель­ном аппарате.

Система включает в себя воздушный сектор – комплексы БЛА; наземный пери­метр – охранные извещатели для открытых пространств (датчики движения и т.д.); периферийные устройства охранной сиг­нализации (пульт управления, системы оповещения); системы видеонаблюдения/видеорегистрации; системы контроля, пе­редачи и отображения извещений, а также мобильный наземный комплекс управления высокой проходимости и дополнительную многофункциональную стационарную станцию управления контейнерного типа с системой полного жизнеобеспечения. 

Беспилотный летательный аппарат, входящий в состав мобильного комплекса, обеспечивает видеонаблюдение за охраня­емым объектом с высоты от 100 до 400 м в радиусе до 25 км от мобильного комплекса, либо от стационарного центра управления, обеспечивая тем самым более широкий круг обзора, по сравнению с наземными видеокамерами, а также наблюдение за объектами, доступ к которым по наземно­му маршруту затруднен.

Видеоинформация с БЛА по радиока­налу передается на наземный мобильный комплекс. Управление БЛА осуществляется оператором с земли либо полет проходит в автоматическом режиме. Запуск и посадка БЛА не предъявляют никаких специальных требований.

Видеоинформация с камер видеонаблю­дения через видеокодер поступает в систему, просматривается оператором, и по его же­ланию любая из видеокамер может быть подключена к системе передачи по каналам связи на стационарный пункт управления охранной системы. Выбор видеокамеры может производить также оператор стацио­нарного пункта управления.

В системе используются эффективные алгоритмы сжатия, обработки и формати­рования данных под требования сетей TCP/IP, обеспечивающие передачу видеопотока по современным мультисервисным сетям (рис. 5).

Рис. 5 Инфраструктура данных

Наземные видеокамеры позволяют реа­лизовать режим кругового наблюдения за объектами в радиусе до 10 км с использова­нием обычных камер или многоканальных комплексных объективов, размещенных на поворотном устройстве. Взаимодействуя с традиционной системой видеонаблюдения, интегральная система позволяет расширить границы и диапазон зоны мониторинга.

Удаленный доступ к центру управления посредством сетей Интернет позволяет в прямом режиме получить всю необходимую информацию о ситуации на объекте, даже находясь вне контролируемой зоны (рис. 6).

Рис. 6 Выводимое изображение с БЛА

Литература

1. Бурков В.Н., Толстых А.В., Овчинникова Т.И., Уандыков Б.К. Модели оптимально­го управления промышленной безопасностью // Проблемы безопасности и чрезвычайные ситуации. – 2004. – № 3 – С. 30-41.

2. Толстых А.В. Моделирование механизмов управления безопасностью // Пробле­мы управления. – 2004. – № 4. – С. 71-75.

3. Гедзберг Ю.М. Охранное телевидение. Горячая линия-Телеком. 2005г.

4. Охранные системы. Информационное издание. – Выпуск 4. – М.: Солон, 1996.

5. Технические средства охраны, безопасности и сигнализации: Справочник. – ВИМИ, 1994.

6. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий / Красильщиков М.Н., Серебряков Г.Г. – ФИЗМАТЛИТ, 2005.

7. Интернет-ресурсы: www.zala.aero, www.ruvsa.com, www.gsm-guard.net, www.uav.ru, www.airwar.ru, www.auvsi.org.