Результат интеллектуальной деятельности: Мобильный быстроустанавливаемый автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории

Изобретение относится к системам подачи сигналов тревоги с передачей на центральную станцию радиосигналов, определяющих местоположение пункта, в котором возникли условия, вызвавшие появление сигнала тревог. В частности оно относится к техническим средствам охраны и может использоваться в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей территориально распределенных и удаленных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.

Наиболее близким к данному решению по технической сущности является автономный мобильный комплекс видео- и тепловизионного наблюдения «Муром» (ООО «Стилсофт») http://www.stilsoft.ru/catalog/murom, принятый за прототип. Изделие предназначено для круглосуточного видеонаблюдения в видимом и инфракрасном диапазоне периметров, подступов и путей передвижения к важным объектам, удаленным от станционных частей на значительное расстояние. Комплекс содержит: телескопическую мачту, видео-тепловизионный модуль, комплект автономного питания от солнечных модулей, аккумуляторный блок, систему радиорелейной связи.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие: автономный пост технического наблюдения (АПТН) для контроля обстановки на охраняемой территории содержащий оптико-электронную систему, размещенный на опорно-поворотном устройстве, систему приема и передачи данных по радиоканалу, систему автономного энергоснабжения в составе солнечных и аккумуляторных батарей, телескопическую мачту с растяжками.

Известное устройство-прототип хотя и является мобильным, может быть доставлено к месту установки только с помощью грузового транспорта; монтаж его на месте занимает достаточно продолжительное время; система солнечных батарей имеет низкую эффективность работы в сложных климатических условиях. Данный АПТН имеет низкую устойчивость к умышленному воздействию со стороны человека с целью выведения из строя.

Техническими проблемами, решение которых обеспечивается предлагаемым техническим решением, является следующие - ускорение и упрощение процесса доставки, монтажа и пуско-наладки поста на территориально удаленных объектах.

Для решения данной технической проблемы мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории, содержащий оптико-электронную систему, размещенную на опорно-поворотном устройстве, систему приема и передачи данных по радиоканалу, систему автономного энергоснабжения в составе солнечных и аккумуляторных батарей, телескопическую мачту с растяжками, в отличие от прототипа, пост выполнен из отдельных модулей, снабженных переносными транспортировочными кейсами - оптико-электронного модуля, включающего размещенную на опорно-поворотном устройстве оптико-электронную систему; модуля системы приема и передачи данных по радиоканалу; мачтового модуля, предназначенного для закрепления оптико-электронного модуля; модуля аккумуляторных батарей; модуля зарядного устройства; модуля солнечных батарей; при этом модули аккумуляторных батарей и зарядного устройства выполнены с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочных кейсов, модуль аккумуляторных батарей выполнен с возможностью закрепления на нем мачты; при том модуль солнечных батарей снабжен сборной опорной рамой с анкерными элементами.

Дополнительно, для повышения устойчивости к умышленному воздействию со стороны человека с целью выведения поста из строя, он может быть снабжен модулем системы собственной безопасности, одним из вариантов реализации которого является его выполнение в виде двух отдельных блоков, снабженных переносными транспортировочными кейсами, - блока вибрационного средства обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов и блока со спиральным быстровозводимым заграждением, содержащий расположенные между торцевыми рамами три спирали одинакового диаметра из колючей ленты, армированной проволочным сердечником, ориентированные относительно друг друга в форме треугольной призмы таким образом, что две нижние спирали составляют основание, а третья верхняя спираль - вершину призмы, причем все витки соседних спиралей попарно соединены между собой в точках их соприкосновения, расположенных на одной прямой по длине спирали; спиральное заграждение снабжено закрепленным на нем вибрационным средством обнаружения, включающим не менее одного виброчувствительного кабеля; при этом блок вибрационного средства обнаружения выполнен с возможностью функционирования без извлечения из транспортировочного кейса.

Также, дополнительно, для увеличения длительности работы в автономном режиме и увеличения эффективности работы в сложных климатических условиях, рама солнечных батарей может содержать пружины для их подвеса, сами солнечные батареи снабжены перфорированными планками для их подвешивания на пружинах; на поверхность солнечных батарей нанесено покрытие, обладающее фотокаталитическим и гидрофобным эффектами.

Благодаря наличию данных существенных признаков достигаются следующие технические результаты: за счет выполнения комплектующих в виде отдельных переносных транспортировочных модулей пост может быть быстро погружен и разгружен, а также перенесен как самим персоналом, так и, например, с помощью вьючных животных; большинство модулей может функционировать без извлечения из кейсов, что существенно сокращает время разворачивания, а также создает более благоприятные условия эксплуатации (термо-, влаго-, пылезащищенность); модуль аккумуляторных батарей в кейсе является основанием для мачты, что делает ее более устойчивой, а также отпадает необходимость в специальной опорной пластине; опорная рама модуля солнечных батарей с анкерными элементами увеличивает устойчивость данного блока, а также делает возможным прикрепить к ней и остальные модули, связав их в единую конструкцию. Дополнительно, за счет модуля собственной безопасности существенно повышается защищенность автономного поста от возможного воздействия со стороны злоумышленников, а предложенное выполнение солнечных батарей обеспечивает их продолжительную и энергоэффективную работу.

Предлагаемое решение может быть использовано в составе комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, территориально распределенных и удаленных объектов для автоматизированного контроля обстановки на открытых сухопутных участках с помощью современных технических средств охраны, автоматизации и связи.

В случае необходимости развертывания поста в труднопроходимых (в том числе горных) местах все модули поста могут быть доставлены на место установки без использования транспортных средств группой из нескольких человек или гужевым или вьючным транспортом.

Посты могут применяться как автономно, так и входить в состав комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, территориально распределенных и удаленных объектов.

Возможны три варианта применения постов, расширяющих перечень решаемых ими задач:

1. Незаградительный вариант с отсутствием сигнализационного заграждения между постами технического наблюдения. При этом используются возможности встроенной видеоаналитики, в качестве средства обнаружения. Входящее в состав оптико-электронного модуля (ОЭМ) опорно-поворотное устройство постоянно подогревается при низких температурах. При необходимости дистанционной смены позиций оптико-электронных устройств, после подачи команды оператором, происходит смена позиций. Существует также функциональная возможность включения режима видеопатрулирования оптико-электронными устройствами заданных точек (предустановок).

2. Заградительный вариант с сигнализационным заграждением между постами технического наблюдения, формирующим условную линию охраняемого рубежа. В данном случае надежность охраны рубежа усиливается установкой вдоль него заграждения со средствами обнаружения. Средства обнаружения рубежа могут устанавливаться в модуль системы собственной безопасности (МССБ) и сигнализационная информация вводиться в систему приема и передачи информации по радиоканалу.

Входящее в состав ОЭМ опорно-поворотное устройство постоянно подогревается при низких температурах. При необходимости дистанционной смены позиций оптико-электронных устройств, после подачи команды оператором, происходит смена позиций. Существует также функциональная возможность включения режима видеопатрулирования оптико-электронными устройствами заданных точек (предустановок).

3. Автономный вариант, предусматривающий использование поста как отдельной системы видеонаблюдения с выводом информации на автоматизированное рабочее место оператора в виде ноутбука или планшетного компьютера и возможностью работы в режиме видеопатрулирования и комплексирования с сигнализационным вооружением. Вариант может применяться для охраны временных объектов, полевых лагерей, временных стоянок подвижных объектов.

Предлагаемое техническое решение поясняется фиг. 1-3, на которых изображены соответственно общий вид мобильного поста с инженерно-технической системой собственной безопасности, общий вид его аппаратурной части, а также транспортный переносной комплект рабочих модулей.

Изображенный на фиг. 1-3 мобильный автономный пост технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемой территории включает следующие элементы состоит из следующих основных модулей и узлов:

1 - модуль аккумуляторных батарей (МАБ), доставляемый и функционирующий в транспортировочном кейсе;

2 - мачтовый модуль (ММ), доставляемый в транспортировочном кейсе (в данном случае рюкзаке) 9, снабженный распорками и растяжками (на рис.не обозначены);

3 - оптико-электронный модуль (ОЭМ), доставляемый в транспортировочном кейсе 10;

4 - модуль системы приема и передачи данных по радиоканалу (МСПР), доставляемый вместе с ОЭМ в транспортировочном кейсе 10;

5 - блок средства обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов (БСО), доставляемый и функционирующий в транспортировочном кейсе;

6 - блок спирального быстровозводимого заграждения (БСБЗ), доставляемый в транспортировочном кейсе (в данном случае рамном контейнере) 11;

7 - модуль солнечных батарей (МСБ), доставляемый в транспортировочном кейсе 12, снабженный сборной рамой 13 с анкерными элементами;

8 - модуль зарядного устройства (МЗУ), доставляемый и функционирующий в транспортировочном кейсе.

Устройство работает следующим образом.

Все модули, входящие в состав поста, доставляются на объект (с помощью транспортного средства, вручную или на гужевом или вьючном транспорте) в отдельных кейсах (фиг. 3).

Модуль аккумуляторных батарей (МАБ) 1 устанавливается, по возможности, в грунт в вырытую яму.

Из транспортировочного кейса 12 монтируется модуль солнечных батарей (МСБ) 7 - на грунте устанавливается сборная рама 13, на ней крепятся солнечные батареи, которые подключаются к модулю зарядного устройства (МЗУ) 8.

Мачтовый модуль (ММ) 2 устанавливается на крышке МАБ 1. На мачте размещаются оптико-электронный модуль (ОЭМ) 3 и модуль системы приема и передачи данных по радиоканалу (МСПР) 4. Мачта телескопируется вручную, ставятся распорки и растяжки. Тип оптико-электронного устройства (тепловизор или камера) выбирается в зависимости от специфики объекта. Управление поворотом оптико-электронного устройства осуществляется вручную оператором или по сигналу от средств обнаружения.

Блок средства обнаружения (БСО) 5, как правило, снабженный размещенной на его поверхности солнечной батареей, устанавливается на грунт на основание таким образом, чтобы размещенная на его поверхности солнечная батарея была ориентирована на юг. Для усиления конструкции рама 13 с солнечными батареями может присоединяется к корпусу БСО 5 посредством крепежных элементов (не изображены).

Периметр поста, включая растяжки мачты, защищается от проникновения животных и умышленного воздействия со стороны человека путем развертывания спирального быстровозводимого сигнализационного заграждения (БСБЗ) 6. Кабельные чувствительные элементы подключаются к вибрационному средству обнаружения, размещенному в БСО 5.

Модуль аккумуляторных батарей (МАБ) 1 представляет собой герметичный лекготранспортируемый (в том числе и вручную) кейс с усиленной металлической пластиной крышкой с конструктивными элементами для крепления мачты ММ 2. МАБ 1 устанавливается в грунт с целью работы аккумуляторных батарей в более благоприятных температурных условиях. В случае отсутствия возможности установки МАБ 1 в грунт, модуль устанавливается на поверхности.

Мачта, входящая в состав ММ 2, является механической, сборной, телескопируемой вручную и легко транспортируемой в рюкзаке 9 одним человеком. Мачта устанавливается на крышку МАБ 1 и усиливается растяжками, которые крепятся к анкерам, устанавливаемым вручную в грунт.

В состав оптико-электронного модуля ОЭМ 3 входит комплект, состоящий из низкопотребляемого опорно-поворотного устройства, оптико-электронных устройств (низкопотребляемых тепловизора, телевизионной камеры, комплекта объективов) и видеосервера. Выбор требуемого оптико-электронного устройства осуществляется в зависимости от специфики объекта и варианта применения поста. Предусмотрена работа ОЭМ 3 с видеоаналитикой.

Модуль системы приема и передачи данных по радиоканалу МСПР 4 предназначен для приема и передачи данных по радиоканалу и обеспечивает радиорелейную связь между постами. МСПР 4 реализован в виде самоорганизующейся радиоканальной сети с ячеистой (mesh) топологией. МСПР 4 устанавливается на ММ 2.

Блок средства обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов (БСО) 5 представляет собой герметичный лекготранспортируемый (в том числе и на себе) кейс с размещенным внутри него вибрационным средством обнаружения для подключения кабельных чувствительных элементов спирального быстровозводимого заграждение. БСО 5 устанавливается на грунт на специальном, входящем в комплект, основании и функционирует в качестве шкафа участкового. На боковой стороне БСО 5 размещена солнечная батарея собственной системы автономного электроснабжения для питания всей аппаратуры системы собственной безопасности. При реализации заградительного варианта применения поста в БСО 5 может быть установлены дополнительные средства обнаружения сигнализационного рубежа. При необходимости система собственной безопасности поста может быть дополнена устройствами звукового и светового предупреждения, комплексированными со спиральным быстровозводимым сигнализационным заграждением БСБЗ 6.

Блок спирального быстровозводимого заграждения (БСБЗ) 6 представляет собой спиральное быстровозводимое сигнализационное заграждение, состоящее из трех спиралей одинакового диаметра из колючей ленты, армированной проволочным сердечником, ориентированных относительно друг друга в форме треугольной призмы таким образом, что две нижние спирали составляют основание, а третья верхняя спираль вершину призмы, причем все витки соседних спиралей попарно соединены между собой в точках их соприкосновения, расположенных на одной прямой по длине спирали. Устройство содержит два кабельных вибрационных чувствительных элемента, нижний и верхний, при этом нижний чувствительный элемент закрепляется на одной из нижних спиралей по ее длине, а верхний чувствительный элемент закрепляется на верхней спирали.

Кабельные чувствительные элементы подключаются к вибрационному средству обнаружения, расположенному в БСО 5. МСБЗ 6 собирается на производстве, упаковывается в специальный контейнер 11 и транспортируется на объект одним человеком.

МЗУ 8 и МСБ 7 формируют систему автономного энергоснабжения поста.

Модуль зарядного устройства (МЗУ) 8 представляет собой герметичный лекготранспортируемый (в том числе и вручную) кейс с размещенными внутри него зарядным устройством и подключаемый герметичными разъемами к МАБ 1.

Модуль солнечных батарей (МСБ) 7 представляет собой герметичный лекготранспортируемый (в том числе и вручную) кейс 12 с размещенными внутри него быстроразвертываемыми солнечными батареями. Солнечные батареи размещаются на металлическом быстрособираемом каркасе - раме 13. Панели солнечных батарей снабжены двумя перфорированными планками для их подвешивания на пружинах на раме каркаса. Самоочистка панелей от снега обеспечивается за счет подвеса их на пружинах, создающих постоянные колебания и возможность изгиба панелей одновременно в нескольких направлениях за счет упругих деформаций, уменьшающих вероятность продолжительного залипания снега на поверхностях панелей и образование ледяной корки. На поверхности панелей солнечных батарей также нанесено покрытие, обладающее фотокаталитическим и гидрофобным эффектами, которое вместе с пружинным подвесом обеспечивает самоочистку поверхностей солнечных батарей от атмосферных осадков и грязи. МСБ 7 подключается герметичными разъемами к МЗУ 8. Высота и угол наклона солнечных батарей регулируется при установке вручную. С целью увеличения общей жесткости конструкции поста металлический каркас с солнечными батареями присоединяется к корпусу БСО 5 посредством крепежных элементов.

В случае необходимости развертывания поста в труднопроходимых (в том числе горных) местах все модули поста могут быть доставлены на место установки без использования транспортных средств группой из нескольких человек или гужевым или вьючным транспортом.

Посты могут применяться как автономно, так и входить в состав комплексов технических средств охраны протяженных рубежей, в том числе государственной границы, территориально распределенных и удаленных объектов.

В зависимости от географических и климатических особенностей объекта, посты устанавливаются на расстоянии от 100 до 700 метров (с переменным шагом) друг от друга и формируют радиорелейную линию передачи сигнализационной, видеоинформации и сигналов телеметрии на станционную часть.

В случае временного отсутствия связи между постами или выхода из строя системы приема передачи информации предусмотрена запись видеопотока на видеосервер на твердотельный накопитель с последующей передачей записанной информации при восстановлении радиоканала между постами.

Увеличение эффективности работы в сложных климатических условиях обеспечивается за счет применения в системе автономного энергоснабжения поста быстроразвертываемых солнечных батарей с пассивной системой очистки от снега и грязи.

Преимуществом данного устройства является повышение автономности и мобильности поста технического наблюдения для контроля обстановки на охраняемых территориях; расширенный перечень решаемых постом задач; повышение устойчивости к умышленному воздействию со стороны человека с целью выведения из строя; упрощение процесса доставки, монтажа и пуско-наладки автономного поста на территориально удаленных объектах.

Все это приводит к уменьшению объема подготовительных, монтажных и пуско-наладочных работ на объекте при развертывании поста.

К преимуществам данного устройства также относится то, что аккумуляторные батареи, размещенные в герметичном кейсе, находятся в грунте в лучших климатических условиях.

Указанное устройство позволяет достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом:

- увеличение времени работы в необслуживаемом автономном режиме (повышение автономности) и повышение надежности функционирования в том числе в сложных метеоусловиях;

- увеличение мобильности и уменьшение объема подготовительных, монтажных и пуско-наладочных работ на объекте;

- улучшение эксплуатационных характеристик и повышение устойчивости к умышленному воздействию со стороны человека с целью выведения из строя.