Техническое обслуживание извещателей

При внешнем осмотре корпуса извещателя убедиться в отсутствии механических повреждений. В летнее время протереть наружную поверхность извещателя сухой хлопчатобумажной тканью. Очистить от загрязнений корпус извещателя. В зимнее время убрать наледь и снег с корпуса.

Проверку надежности соединений проводить при выключенном питании извещателя и снятой тыльной крышке. Проверить механическую надёжность крепления проводов в соединительной колодке извещателя. При необходимости затянуть винты крепления проводов соединительной колодки.

При обнаружении повреждений, не влияющих на работоспособность извещателя, устранить имеющиеся недостатки с целью предотвращения нарушения работоспособности.

При обнаружении повреждений, вызывающих выдачу ложного извещения о тревоге, устранить неисправность и осуществить проверку работоспособности извещателя.

Проверку внешнего вида производить путем осмотра внешнего вида и встряхивания извещателя. Убедиться в отсутствии механических повреждений и свободно перемещающихся внутри предметов.

Для вибрационных извещателей необходимо постоянно проверять натяжение ЧЭ и производить их подтяжку в случае провисания, для исключения ложных срабатываний и неправильной работы.

 

5 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Расчёт характеристик обнаружения комплекса технических средств

Предметом расчета являются вероятность обнаружения и средний период наработки на ложное срабатывание комплекса ТСО.

Для охраны периметра были выбраны следующие извещатели: 1 рубеж – извещатель «Рельеф», 2 рубеж – извещатель «OmniTRAX», 3 рубеж – извещатель «Мурена». Технические характеристики необходимые для расчета сведены в таблицу 5.1.

 

Таблица 5.1 – Характеристики извещателей

Извещатель	Вероятность обнаружения, Робi	Среднее время наработки на отказ, Toi	Среднее время наработки на ложное срабатывание, Tлсi
«Рельеф»	0,98
«OmniTRAX»	0,95
«Мурена»	0,95

 

Предметами защиты объекта являются информационные, людские ресурсы и ядерные материалы, то есть этот объект имеет категорию – важный. Для этой категории объектов преобладает доля подготовленных нарушителей - 90 %. Доля квалифицированных нарушителей составляет - 10 %.

 

5.1. Расчет вероятности обнаружения нарушителя комплексом технических средств охраны периметра

5.1.1. Определяем вероятность безотказной работы каждого извещателя по формуле:

 

Р_бi = exp (-T_ki/ Toi), (1)

 

где Tki- период контроля работоспособности извещателя обнаружения, указанный в его технических условиях (Tki= 24 ч);

Toi- среднее время наработки на отказ извещателя обнаружения, указанное в его технических условиях.

Для извещателя «Рельеф»:

 

Р_б1 = exp (-24/ 20000)=0,9988 (2)

 

Для извещателя «OmniTRAX»:

 

Р_б2 = exp (-24 / 10000)=0,9976 (3)

 

Для извещателя «Мурена»:

 

Р_б3 = exp (-24 / 10000)=0,9976 (4)

 

5.1.1.2 Определяем вероятность пропуска подготовленного нарушителя извещателем обнаружения i – ого рубежа охраны с учётом возможности выхода извещателя из строя из-за внезапного отказа:

 

Р_ni = 1- Р_обiР_бi, (5)

 

где Р_обi– вероятность обнаружения работоспособного извещателя, указанная в его технических условиях;

Рбi– вероятность безотказной работы извещателя.

Для извещателя «Рельеф»:

 

Р_n1 = 1- 0,98*0,9988=0,02118 (6)

 

Для извещателя ««OmniTRAX»:

 

Р_n2 = 1- 0,95*0,9976=0,05228 (7)

 

Для извещателя «Мурена»:

 

Р_n3 = 1- 0,95*0,9976=0,05228 (8)

 

5.1.3 Определяем вероятность пропуска нарушителя извещателя обнаружения, установленным на i -ом рубеже охраны объекта:

 

Р_прi= Р_пi (1 - m) + Р_к (m), (9)

 

где m- доля квалифицированных нарушителей, посягающих на охраняемый объект (примем m= 0,1);

(1 – m) – доля подготовленных нарушителей, посягающих на охраняемый объект;

Р_к- вероятность обхода извещателя квалифицированным нарушителем принимается равной 0,5;

Р_ni- вероятность пропуска подготовленного нарушителя извещателем обнаружения i – ого рубежа охраны с учётом возможности выхода извещателя из строя из-за внезапного отказа.

Для извещателя «Рельеф»:

 

Р_пр1 = 0,02118 (1 – 0,1) + 0,5*0,1=0,09603, (10)

Для извещателя «OmniTRAX»:

 

Р_пр2 = 0,05228 (1 – 0,1) + 0,5*0,1=0,09705, (11)

Для извещателя «Мурена»:

 

Р_пр3 = 0,05228 (1 – 0,1) + 0,5*0,1=0,09705, (12)

 

5.1.4 Определяем вероятность обнаружения комплексом технических средств охраны периметра.

Для повышения надёжности обнаружения нарушителя обычно наращивают количество рубежей защиты с использованием алгоритмов мажоритарной логики в участковом приборе для обработки выходных сигналов нескольких извещателей, установленных на одном участке периметра территории объекта.

Рациональным вариантом может быть использование мажоритарной логики: 2 из 3. Сущность этого варианта состоит в том, что на каждом участке периметра сигналы извещателей различных рубежей охраны попарно обрабатываются по схеме И, т.е. 1 и 2, 2 и 3, 1 и 3, а затем выходные сигналы этих схем совпадений И объединяются по схеме ИЛИ. Тем самым реализуется алгоритм обнаружения нарушителя хотя бы одной парой извещателей из трёх. Расчётные формулы при этом имеют следующий вид:

 

Р_1и2 = (1-Р_пр1)(1-Р_пр2) =(1-0,09603)(1-0,09705)=0,8163

 

Р_2и3 = (1-Р_пр2)(1-Р_пр3)=(1-0,09705)(1-0,09705)=0,90397 (14)

 

Р_1и3 = (1-Р_пр1)(1-Р_пр3)=(1-0,09603)(1-0,09705)=0,81624 (15)

 

Р_2/3 = 1-(1-Р_1и2)(1-Р_2и3)(1-Р_1и3) = 1-(1-0,8163)(1-0,90397)(1-0,81624) =

= 1-0,00324 = 0,9967 (16)

 

5.1.2 Расчет среднего времени наработки на ложное срабатывание комплекса ТСО

5.1.2.1 Определяем вероятность ложного срабатывания за время наблюдения Т для каждого извещателя.

Согласно при использовании пуассоновской модели потока ложных срабатываний вероятность хотя бы одного ложного срабатывания за время наблюдения Т определяется по формуле для i -го извещателя

 

Р_лсi = 1-exp [ - Т_клс / Т_лсi], (17)

 

где Т_лсi– среднее время наработки на ложные срабатывания i - го извещателя, указанного в его технических условиях;

к_лс– коэффициент интенсивности помеховой обстановки на охраняемом объекте (принимаем 1).

Для извещателя «Рельеф»:

 

Р_лс1 = 1-exp [ - 24/1000] = 0,0237 (18)

 

Для извещателя «OmniTRAX»:

 

Р_лс2 = 1-exp [ - 24 / 750] = 0,0315 (19)

 

Для извещателя «Мурена»:

 

Р_лс3 = 1-exp [ - 24 / 800] = 0,0296 (20)

 

5.1.2.2 Определяем условную вероятность ложных срабатываний 2-го извещателя при условии, что уже сработал 1-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Т_с:

 

Р_лс2/1 = 1- exp [-T_сiК_лс / Т_лс2 ] = 1-exp[-0,5/750] = 0,000499 (21)

 

где T_сi - длительность временного строба, равная увеличенной участковым прибором длительности сигнала тревоги i -го извещателя (T_сi = 5-30 мин.);

Т_лс2- среднее время наработки на ложное срабатывание 2-го извещателя.

Условная вероятность ложных срабатываний 3-го извещателя при условии, что уже сработал 1-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Т_с:

Р_лс3/1 = 1- exp [-T_сiК_лс / Т_лс3 ] = 1-exp[-0.5/800] = 0,000625 (22)

 

Тлс3- среднее время наработки на ложное срабатывание 3-го извещателя.

Условная вероятность ложных срабатываний 3-го извещателя при условии, что уже сработал 2-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Тс:

Р_лс2/3 = 1- exp [- T _сi К _лс / Т _лс2 ] = 1-exp[-0.5/750] = 0,000499 (23)

 

Тлс2- среднее время наработки на ложное срабатывание 2-го извещателя.

5.1.2.3 Определяем вероятность ложных срабатываний на выходе схемы совпадений И с учётом наличия доли совпадающих помех, вызывающих одновременно сигналы тревоги на выходах извещателей 1 и 2

Р_лс1и2 = Р_лс1 (ρ + _Рлс2/1) = 0,0315(0,1+0,000499) = 0,00317 (24)

 

Где ρ - доля совпадающих помех на объекте (для периметра территорий объектов составляет 0,05-0,15)

Р_лс1 - вероятность ложных срабатываний 1-го извещателя,

Р_лс2/1 - условная вероятность ложных срабатываний 2-го извещателя при условии, что уже сработал 1-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Т_с.

Определяем вероятность ложных срабатываний на выходе схемы совпадений И с учётом наличия доли совпадающих помех, вызывающих одновременно сигналы тревоги на выходах извещателей 1 и 3

Р_лс1и3 = Р_лс1 (ρ + Р_лс3/1) = 0,0315(0,1+0,000625) = 0.00317 (25)

 

Р лс3/1 - условная вероятность ложных срабатываний 2-го извещателя при условии, что уже сработал 1-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Т_с.

Определяем вероятность ложных срабатываний на выходе схемы совпадений И с учётом наличия доли совпадающих помех, вызывающих одновременно сигналы тревоги на выходах извещателей 2 и 3

Р_лс2и3 = Р_лс2 (ρ + Р_лс2/3) = 0,0237(0,1+0,000499) = 0,00238 (26)

 

Р_лс2 - вероятность ложных срабатываний 1-го извещателя,

Р_лс2/3 - условная вероятность ложных срабатываний 3-го извещателя при условии, что уже сработал 2-й извещатель и выдал на схему И сигнал тревоги длительностью Т_с.

5.1.2.4 Определяем коэффициент В, который определяет выигрыш по количеству ложных срабатываний схемы И по сравнению с количеством ложных срабатываний одного извещателя.

Значение выигрыша по помехоустойчивости определяется формулой

 

В_i = [ρ+(Т_сiК_лс)/Т_лсi]-1 (27)

 

где T_сi - длительность временного строба, равная увеличенной участковым прибором длительности сигнала тревоги i -го извещателя (T _сi = 5-30 мин.);

Т_лсi- среднее время наработки на ложное срабатывание i-го извещателя;

к_лс– коэффициент интенсивности помеховой обстановки на охраняемом объекте (принимаем 1).

ρ - доля совпадающих помех на объекте (для периметра территорий объектов составляет 0,05-0,15)

Для 1 и 2 извещателя:

 

В₁= [ρ+(Т_с1К_лс)/Т_лс2]^-1 =1/[0,1+0,5/1000] = 9,95 (28)

 

Для 2 и 3 извещателя:

 

В₂ = [ρ+(Т_с2К_лс)/Т_лс3]^-1 = 1/[0,1+0,5/800] = 9,938 (29)

 

Для 1 и 3 извещателя:

 

В₃ = [ρ+(Т_с3К_лс)/Т_лс1]^-1 = [0,1+0,5/750] = 9,934 (30)

 

5.1.2.5 Определяем среднее время наработки на ложное срабатывание на выходе схемы И, объединяющей выходные сигналы извещателей 1 и 2

 

Т_лс1и2 = (Т_лс1В₁)/К_лс = 750*9,95=7462,5 (31)

 

Для реализации схемы мажоритарной логики 2 из 3 необходимо провести аналогичный расчёт ещё для двух пар извещателей, объединённых по схеме И:

 

Т_лс2и3 = (Т_лс2 В₂)/К_лс = 1000*9,938 = 9938 (32)

 

Т_лс3и1 = (Т_лс3 В₃)/К_лс = 800*9,934 = 7947,2 (33)

 

5.1.2.6 Определяем среднее время наработки на ложное срабатывание комплекса ТСО, реализующего по схеме ИЛИ выходные сигналы трёх схем И по формуле

 

Т_лс2/3 = [Т^-1_лс1и2 + Т^-1_лс2и3 + Т^-1_лс3и1]^-1 =

= 1/[1/7462,5+1/9938+1/7947,2] = 2774,25 (34)

 

Для нашего случая Т_лс1 = 1000 ч; Т_лс1и2 = 7462,5 ч; Т_лс2и3=9938 ч; Т_лс3и1 = 7947,2 ч, получим Т_лс2/3 = 2774,25 ч. то есть использование схемы мажоритарной логики 2 из 3 позволяет уменьшить количество ложных срабатываний в 2,7 раз при интенсивности помеховой обстановки К_лс=1.

 

5.2 Расчет и выбор блока бесперебойного питания

 

При построении любой системы безопасности, будь то подсистема ОПС, ПТВ или ПКД, всегда необходимо тщательно подходить к немаловажному вопросу обеспечения гарантированного электропитания системы. Для начала нужно рассмотреть список используемого оборудования (потребителей), разделив его на три категории:

1) приборы, которые включены всегда, и не имеют своего штатного сетевого источника питания (датчики, камеры и т.п.). Обозначим этот ток - I₁.

2) приборы, которые включены всегда, но имеют свой штатный источник питания (обычно это ППК, мониторы и т.п.). Обозначим этот ток - I₂.

3) приборы, которые будут включаться периодически и кратковременно (сирены, узлы пожаротушения и т.п.). Обозначим этот ток – I₃.

Просуммируем ток потребления приборов этих трех категорий. Результаты представлены в таблице 5.2.

 

Таблица 5.2 – Ток потребления приборов

Токоприёмники	Наибольший ток	Количество
Главная плата ППК	300 мА
Извещатель «Рельеф»	12 мА
Извещатель «OmniTRAX»	150 мА
Извещатель «Мурена»	100 мА
Оповещатель	300 мА

 

Суммарный наибольший ток, который должен обеспечивать источник при отключении сети от резервных батарей в отсутствии тревожных извещений:

 

I_р = I₁+I₂ (35)

 

I_р = 300 + 12х7 +150х1 +100х4 = 934 мА = 0,934 А (36)

 

Суммарный наибольший ток, который должен обеспечивать источник кратковременно (в зависимости от времени работы устройств третьего типа):

 

I_к = I₁+I₂+I₃. (37)

 

I_к = 300 + 12х7+150х1 +100х4 + 300 = мА=1,384А (38)

 

Далее следует определить, какое время резервирования необходимо. Допустим, это время t, выраженное в часах. В документе ВБН В.2.5-78.11.01-2003 сказано, что работоспособность ССОН от источника резервного электропитания для объектов категории А не менее 12 часов.

Тогда оптимальную емкость АКБ для обычных источников без преобразования напряжения батареи можно рассчитать по формуле:

 

А = 1,3 ∙ I_р ∙ t. (39)

 

А = 1,3 ∙0,934 ∙ 12 = 14,57 Ач (40)

 

Если формируется одно тревожное извещение продолжительностью 15 мин (0,25 ч), с выдачей сигнала на оповещатель, то

 

А = 1,3 ∙ 0,934 ∙ 12 + 0,3 ∙ 0,25 = 14,645 Ач (41)

 

Рекомендуется резервный источник питания – аккумулятор 12В/24Ач.

 

Заключение

Для обнаружения факта вторжения нарушителя в охраняемую зону были применены извещатели, позволяющие с высокой степенью вероятности отличить сигнал от человека на фоне помеховых воздействий окружающей среды. При выборе извещателей учитывались много факторов, которые могли повлиять на работу проектируемой подсистемы обнаружения, в том числе, модель нарушителя. Для защиты внешнего заграждения используется извещатель линейный проводноволновой «Рельеф». Для обнаружения нарушителя в запретной зоне используется сенсор с точной локализацией проникновения «OmniTRAX». На внутреннем ограждении для обнаружения нарушителя установлен извещатель охранный вибрационный «Мурена». Выбор извещателей основан на анализе технических характеристик, с учетом характеристик местности, характеристик нарушителя и помеховых факторов.

Для сбора и обработки информации от извещателей «Рельеф» и «Мурена» был выбран прибор приемно-контрольный «Integra», а затем эта информация и информация от СО «OmniTRAX» через локальную сеть передается на ЦПФЗ где окончательно обрабатывается. Данная трехрубежная система позволяет обнаружить нарушителя с точностью 0,9953 на любом участке периметра.

Одной из задач курсового проекта было построение структурной схемы подсистемы обнаружения периметра, которая помогает наглядно представить организацию данной подсистемы на установке.

При выполнении курсового проекта были рассчитаны характеристики обнаружения комплекса технических средств, в частности, среднее время наработки на ложное срабатывание комплекса ТСО, реализующего по схеме ИЛИ выходные сигналы трёх схем И, которое равное 2774,25 ч. На основании этого расчета, можно утверждать, что целесообразным является использование схемы мажоритарной логики 2 из 3, что позволяет уменьшить количество ложных срабатываний в 2,7 раз.

Исходя из технических характеристик оборудования, входящего в проектируемую подсистему обнаружения был рассчитан и выбран блок бесперебойного питания. Рекомендуется резервный источник питания – аккумулятор 12В/24 Ач.

Литература:

1. Закон Украины «О физической защите ЯУ, ЯМ, РАО, других ИИИ» 2000г.

2. ВБН В.2.5 – 78.11.01 – 2003 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Системы сигнализации охранного назначения». МВД Украины, Киев, 2003.

3. ДСТУ 4030-2001 «Системы охранного назначения». Киев, 2001.

4. П.В.Бондарев, А.В.Измайлов, Н.С.Погожин, А.И.Толстой Физическая защита ядерных объектов. Учебник для высших учебных заведений/ Под ред. Н.С.Погожина. М.:, 2004.

5. Измайлов А. В Методы проектирования и анализа эффективности систем физической защиты ЯМ и ЯУ: Учебное пособие. М.: МИФИ. 2002. 52с.

6. ППКОП «Сигнал 24-СИ», Руководство по эксплуатации, Научно-производственное предприятие «Специнформатика-СИ», Москва, 2010.

7. Извещатель охраны периметра «Тополь», Руководство по эксплуатации, Научно-производственная фирма ПОЛИСЕРВИС.

8. Извещатель радиоволновый «Призма-1/300», Рукодство по эксплуатации.

9. Вибрационное средство обнаружения «Мурена», Руководство по эксплуатации, ЗАО «Фирма «ЮМИРС», Пенза.