Американцы и австралийцы давно используют волоконно-оптический кабель как датчик сигнализационного комплекса. Но построить систему с подобными датчиками, способную благодаря элементам искусственного интеллекта обучаться, смогли только российские разработчики.
Российские разработчики создали систему охраны периметров, в которой в качестве датчика используется волоконно-оптический кабель, а в анализе полученного сигнала применяются элементы нейронных компьютерных сетей.
Оптоволокно как датчик
Особенностью применения волоконно-оптического кабеля в качестве датчика линейной части комплекса является получение индивидуальной картины спектра изменения сигнала при каждом типе сработки.
Любое механическое воздействие на кабель -- давление или вибрация -- приводит к возникновению в системе колебаний с определенным спектром частот. Проложив кабель в грунте или прикрепив его к забору любого типа, можно получить чувствительный датчик, воспринимающий сейсмические волны или вибрации в ограждении.
Проблема раздела линейной части на участки решается просто и эффективно. В грунте проходит многожильный оптоволоконный кабель. В любом месте одна из жил при помощи соответствующего переходника выводится на поверхность и врезается в кабель, расположенный над землей. Спектр колебаний при любом механическом воздействии у жил в грунте и в наземной жиле будет отличаться, что дает возможность установить номер участка, а котором произошла сработка.
Каждый тип воздействия дает свою характерную картину изменения сигнала. Так, вибрация забора при ветровом воздействии, севшая на ограждение птица, прыгающий по грунту заяц или попытка нарушителя преодолеть охраняемый рубеж дают индивидуальный спектр частот, который можно проанализировать.
Проблемы традиционных систем
Основной проблемой комплексов, предназначенных для охраны протяженных периметров или рубежей, является необходимость уменьшения количества ложных сработок. Ведь при получении сигнала тревоги сотрудникам силовой структуры, несущим службу на участке, приходится устанавливать причину сработки, и не всегда это удается сделать методами дистанционного контроля.
Какими бы ни были датчики линейной части, инженеры при настройке системы вынуждены балансировать между высокой чувствительностью и уменьшением количества ложных сигналов. Птицы, мокрая трава, порывы ветра, домашние и дикие животные могут вымотать тревожные группы.
Эффективность системы охраны с ростом количества ложных сработок быстро падает до нуля, так как при большом их количестве сигнализационный комплекс приходится просто отключать.
Как правило, уменьшить количество ложных сработок удается тонкой настройкой комплекса. При этом устанавливать чувствительность датчиков приходится на каждом участке, учитывая все местные особенности. Но чем меньше чувствительность -- тем больше вероятность пропуска злоумышленника.
Еще одной проблемой всех современных сигнализационных комплексов является наличие большого количества линейного оборудования, которое подвержено воздействию природных факторов, а также электромагнитных полей.
Волоконно-оптический кабель не требует подачи электропитания на участке, кроме того, он нечувствителен к электромагнитному воздействию. А обойтись без потерь чувствительности и одновременно избавиться от ложных сработок позволяет применение нейрокомпьютерных технологий.
Анализ с помощью нейронных сетей
В комплексе «Ворон» российской разработки для анализа поступающих сигналов применяется программное обеспечение собственной разработки, в котором используются элементы нейронных сетей.
Нежесткая логика позволяет системе обучаться, запоминая и анализируя характерные спектры частот для того или иного воздействия. Установив причину сработки при помощи средств дистанционного визуального наблюдения или выслав тревожную группу, оператор может присвоить каждому сигналу соответствующее значение.
При начале эксплуатации система срабатывает на каждое воздействие, и комплексу необходима помощь оператора для классификации каждого типа сигнала. Но после периода первоначального обучения нейронные алгоритмы помогают эффективно фильтровать любые типы сработок, отделяя «боевой» сигнал от воздействия природных факторов.
Важно, что система способна адаптироваться и обучаться на протяжении всего срока службы. Например, если по грунтовой дороге у рубежа охраны начли передвигаться большегрузные автомобили, перевозя щебень из соседнего карьера, то оператору достаточно будет присвоить новому типу сигнала свое значение, и комплекс не только перестанет давать сработку при появлении грузовиков, но и сможет сохранить всю историю их передвижения в специальном журнале.
Кабель, используемый в системе, армирован стальным тросом. Разорвать кабель можно, только применив специальные инструменты, но и в этом случае будет зафиксирована сработка. Отремонтировать разорванный кабель можно прямо на месте, применив ремонтные соединительные муфты.
Характерная особенность комплекса: наиболее ценной является стационарная часть. Кабель, проложенный на участке, стоит немногим более трех рублей за метр. При протяженности линейной части от трех с половиной километров комплекс «Ворон» является самым бюджетным решением на рынке.
В настоящее время комплекс устанавливается на нескольких участках белорусско-польской границы. На территории России комплексом заинтересовалось МВД. Российские специалисты планируют использовать комплекс при охране территорий аэропортов.
