Popular Keywords: old books, old book, cook books, poetry, find books, travel books, book search, bargain books, cheap books, inexpensive books, book compare, book comparison, comics, books and collectibles book, books, new books, new book, used books, used book, rare books, rare book, second hand books, second hand book, out of print books, out of print book, textbooks, used textbooks, cheap textbooks, college textbooks

Tehnologie

SENZORI TEREŞTRI INDEPENDENŢI \r\nPENTRU SUPRAVEGHEREA FRONTIEREI\r\n\r\nPARTEA I\r\n-ASPECTE GENERALE-\r\n\r\nSupravegherea frontierei se realizează, în principal, prin utilizarea a două tipuri de senzori: senzorii independenţi de elementul uman (în acţiunea intrinsecă de detecţie) şi senzorii dependenţi de acţiunea unui operator pentru realizarea funcţiei de detecţie. \r\nSenzorii independenţi operează fără intervenţia de rutină a omului. Scopul primar al acestora este de a detecta activitate în zona pe care o monitorizează (în cele mai multe cazuri activitatea este reprezentată de încercarea intruşilor de a pătrunde în aria monitorizată) şi de a o raporta elementelor de decizie. Un scop secundar îl poate constitui măsurarea anumitor caracteristici: greutate, dimensiuni etc., pentru a se realiza identificarea elementelor intruse, aspecte care reprezintă un suport al deciziei. \r\nFiecărui senzor îi este atribuit un număr de identificare iar în momentul în care se produce un anumit eveniment în zonă, senzorul transmite codul său de identificare prin radio către o staţie de recepţie, unde se înregistrează alături de locaţia senzorului. Staţiile de recepţie pot fi portabile (cu preţuri cuprinse între 550-1300 $) sau fixe (dispecerate de monitorizare permanentă). Un număr mare de senzori necesită în mod normal existenţa unui computer amplasat în staţia de monitorizare permanentă, pentru a afişa starea şi semnalele vehiculate, pe o hartă. În urma avertizărilor primite de la senzori, o echipă de intervenţie se va deplasa la locul indicat pentru rezolvarea situaţiei. \r\nSenzorii tereştri independenţi se prezintă în diferite forme şi dimensiuni, sunt proiectaţi prin diferite tehnologii specifice, pot fi desfăşuraţi în teren în diferite moduri şi pot detecta, localiza sau recunoaşte diferite tipuri de elemente intruse în spaţiul monitorizat. \r\nPentru îndeplinirea misiunilor specifice, senzorii trebuie interconectaţi cu un centru de comandă prin legături de comunicaţie sigure prin intermediul cărora se transmit periodic mesaje de stare a câmpului supravegheat şi a senzorilor. Performanţa depinde de caracteristicile terenului, de starea vremii şi de perturbaţiile mediului. Pentru identificarea zonelor de amplasare optime precum şi pentru atingerea performanţei senzorilor au fost dezvoltate aplicaţii complexe rulate cu ajutorul calculatorului.\r\nSenzorii au capacitatea de procesare a semnalelor, pentru a analiza caracteristicile elementelor intruse şi de a transmite informaţiile de detecţie la o locaţie de monitorizare aflată la distanţă. Senzorii pot fi desfăşuraţi prin mai multe tehnici: prin intermediul proiectilelor de artilerie (cazul aplicaţiilor militare), pot fi lansaţi din avion sau elicopter sau se pot instala manual. Desfăşurarea senzorilor pe câmpul monitorizat prin intermediul proiectilelor de artilerie sau a aparatelor de zbor, presupun o înaltă robusteţe, rezistenţă la şocuri şi chiar la acţiunea apei a elementelor senzoriale.\r\nViaţa operaţională a senzorilor poate fi extinsă prin înglobarea în structura acestora a unor surse inteligente de management al energiei. Aceste surse sunt proiectate astfel încât mediul este monitorizat la fiecare câteva secunde, cu un consum minim de energie. În momentul în care se produce o detecţie, consumul de energie creşte pentru regimul de monitorizare în timp real. Starea de consum redus poate fi asimilată unei stări de stand-by. Senzorii independenţi tereştri au o distanţă de detecţie şi identificare limitată. Aceste limitări sunt datorate în general perturbaţiilor de mediu, stării vremii sau schimbărilor petrecute de-a lungul unei zile. Există necesitatea amplasării acestor senzori în aliniamente alăturate pentru a asigura monitorizarea continuă a elementelor intruse. O reţea de noduri care foloseşte tehnologii multiple poate localiza şi identifica cu acurateţe evenimentul produs.\r\n În general senzorii pot fi acustici, seismici, magnetici sau cu acţiune în spectrul infraroşu (IR). Corelarea caracteristicilor de la diferite tehnologii îmbunătăţeşte capabilitatea de recunoaştere a elementelor intruse. De exemplu prin obţinerea informaţiilor de la senzorii cu tehnologie acustică, seismică şi IR se poate determina clasificarea şi identificarea, iar prin fuziunea datelor, se poate, prin triangulaţie, să se determine locaţia intrusului. \r\nUn sistem de comunicaţii robust cât şi cunoaşterea informaţiilor despre vreme şi teren sunt extrem de importante pentru acest tip de senzori. Compresia datelor şi criptarea acestora se pot utiliza pentru a fi asigurată o cât mai mică probabilitate de interceptare şi o cât mai mică probabilitate de detecţie a senzorilor de către elementele intruse.\r\n\r\nCerinţe operaţionale ale senzorilor\r\n-preţ scăzut;\r\n-dimensiuni reduse;\r\n-arie de acoperire largă;\r\n-robusteţe;\r\n-rezistenţă la acţiunea mediului înconjurător şi a condiţiilor meteo;\r\n-monitorizare de la distanţă;\r\n-posibilitatea de reprogramare;\r\n-durată mare de viaţă;\r\n-comunicaţii robuste cu probabilitate scăzută de interceptare şi cu probabilitate scăzută de detecţie.\r\n \r\nÎn continuare sunt prezentate câteva categorii de senzori utilizaţi în scopul supravegherii frontierei: \r\n\r\nSenzori de tip infraroşu activ\r\nSenzorul cu “rupere” de fascicul detectează schimbări în intensitatea semnalului unui fascicul infraroşu creat între un transmiţător şi un receptor.\r\nSenzorul cu rupere de fascicul necesită o cale optică neobstrucţionată. Când un intrus “rupe” fasciculul (invizibil pentru ochiul uman) se generează o alarmă. Utilizarea se poate realiza de-a lungul drumurilor, potecilor, malurilor apelor care oferă căi de acces în zona securizată. Separarea tipică receptor-transmiţător, este de aproximativ 100 m dar la noile sisteme aceasta ajunge la aproximativ 150 m. Cea mai simplă versiune constă într-o singură pereche de senzori montaţi pe tripod. Costul unui asemenea echipament (o singură pereche de senzori), fără echipamentul de comunicaţie, ajunge la preţul de 500 $. Sunt disponibile şi sisteme pentru acoperirea distanţelor mai mici, de aproximativ 30 m. Un sistem mai complex cu mai multe transmiţătoare şi receptoare poate fi instalat pe stâlpi ce se dispun la cele două margini ale zonei de detecţie. Va rezulta astfel un plan vertical care poate măsura profilul unui obiect ce pătrunde în interiorul său. Dacă se utilizează seturi paralele de fascicule, sistemul poate determina dacă un obiect este mai mare decât o dimensiune specificată cât şi direcţia mişcării obiectului.\r\nCeaţa, ploaia, praful, reduc puterea fasciculului infraroşu dintre transmiţător şi receptor. Mişcarea vegetaţiei datorată vântului, cât şi orice alt obiect sau animal care întrerupe fasciculul pot produce alarme false. Acestea se reduc prin utilizarea unui sistem de fascicule multiple, iar declanşarea alarmei necesită ca un anume număr de fascicule să fie întrerupte.\r\n\r\nSenzori de tip infraroşu pasiv\r\nAcest tip de senzori măsoară nivelul radiaţiei infraroşii a zonei de acţiune, care se reflectă în câmpul său de vedere. Persoanele sau autovehiculele sunt mai calde decât mediul în care pătrund, deci puterea energiei reflectate se schimbă în momentul intruziunii în zona monitorizată. Distanţa de detecţie nominală este de ~30 m pentru persoane şi ~50 m pentru autovehicule.\r\nUn singur senzor, de dimensiuni minime, portabil, alimentat de la baterie, are un preţ de aproximativ 500 $. În acest preţ este inclus şi transmiţătorul propriu. Alarmele false pot apărea la răsăritul şi la apusul soarelui. În verile călduroase unele obiecte pot radia o energie infraroşie mai puternică decât altele, creându-se un “spot” fierbinte în câmpul de vedere al senzorului şi astfel o alarmă falsă. Sensibilitatea senzorului poate fi ajustată pentru a se reduce rata de alarme false care rezultă din activitatea naturală. Senzorii trebuie plasaţi cu foarte mare grijă, pentru a nu fi expuşi direct la soare pe timpul apusului sau răsăritului. \r\n\r\n\r\n\r\nSenzori de tip seismic\r\nSenzorii seismici pot opera timp de 2-3 luni cu baterii comune de 9 V, în funcţie de nivelul de activitate din zona respectivă.\r\nComunicaţiile se realizează cu ajutorul unei antene ataşate (138 MHz-153 MHz) până la 800 m. Această distanţă poate fi mărită prin utilizarea repetoarelor de radiosemnal (care au preţul de aprox. 1200 $). Distanţa de detecţie nominală este de ~10-30 m pentru persoane şi ~100-300 m pentru vehicule.\r\nSolul uscat, tare, nisipos, oferă cea mai mare distanţă de detecţie. Solurile umede cu o mare proporţie de calcar absorb vibraţiile, reducând astfel distanţa de detecţie. Limitările în distanţă pot fi depăşite de plasarea oportună sau de utilizarea unui număr mai mare de astfel de senzori. \r\nRata de alarme false este mare, datorită micilor cutremure, zborurilor la joasă înălţime, a mişcării vegetaţiei datorită vântului, ploii grele, cursurilor rapide de apă. Aceşti senzori nu pot distinge între vibraţiile provenite din surse externe sau cele cauzate de intruşi. Un dezavantaj îl constituie şi faptul că un intrus poate intercepta transmisia de la senzori cu un alt transmiţător. Un avertizor al stării de funcţionare poate fi poziţionat între senzori, pentru a indica dacă semnalele sunt interceptate. Acest transmiţător emite la fiecare 10 minute pentru a verifica dacă sistemul este operaţional şi nu este interceptat. \r\n\r\nSenzori cu emisie de microunde\r\nTehnologia senzorilor cu microunde este folosită de aproximativ 20 de ani într-o varietate de aplicaţii de securitate. Principiul de funcţionare este următorul: o antenă emite în continuu energie în domeniul microundelor iar un receptor măsoară energia microundelor reflectate pentru a obţine un nivel de referinţă a intensităţii semnalului. Intruşii care pătrund în zona monitorizată determină o schimbare în intensitatea semnalului reflectat şi generează o alarmă. Senzorii cu emisie de microunde sunt clasificaţi ca monostatici sau bistatici în funcţie de configuraţia antenei. Modelele bistatice au antene separate de transmitere şi recepţie localizate fiecare la câte o extremitate a zonei de supravegheat. Modelele monostatice au atât receptorul cât şi emiţătorul localizate în aceeaşi locaţie. Unele sisteme pot fi portabile şi alimentate cu baterii. O unitate are preţul cuprins între 3000-5000$. Zona de detecţie este ajustabilă de către operator. Sistemele monostatice pot fi setate pentru zona de detecţie de la ~20 la ~125 m în lungime cu o lăţime de ~1-8 m iar sistemele bistatice până la ~500 m lungime şi o lăţime între ~6 şi ~12 m. Când unitatea senzorului este poziţionată corespunzător, zona de detecţie poate urmări chiar ondulări moderate în terenurile respective.\r\nSenzorii cu microunde sunt foarte eficienţi în zone deschise. O atenţie specială trebuie acordată alarmelor false. Mişcarea vegetaţiei şi a animalelor poate cauza alarme false. Pentru a încerca evitarea acestor probleme se poate seta un anume prag de sensibilitate. Ploaia şi zăpada pot reduce distanţa operaţională. Datorită caracteristicilor operaţionale, un intrus poate intercepta aceşti senzori folosind echipamente speciale. \r\n\r\n Senzori de tip magnetic\r\nDetectează mişcarea metalelor feroase având distanţe nominale de detecţie de ~3 m pentru o persoană dotată cu o puşcă şi ~20 m pentru un camion de greutate medie. Costul împreună cu transmiţătorul este de aproximativ 500 $. Aceste echipamente pot fi utilizate eficient pentru detectarea autovehiculelor şi servesc ca dispozitive ce confirmă semnalările altor senzori independenţi.\r\nInstalarea senzorilor în câmpul de observare, necesită experimentare. Senzorii magnetici tind să posede o rată înaltă de alarme false în timpul furtunilor magnetice, aspect negativ care poate fi combătut prin ajustarea sensibilităţii senzoriale.\r\n\r\nSenzori de presiune (greutate)\r\nAutovehiculele care trec printr-un anumit areal pot fi detectate folosind un sistem de cântărire în mişcare.\r\nSistemele de cântărire în mişcare constau în 2 senzori magnetici şi un senzor de tip capacitiv. Sistemul poate fi calibrat pentru a raporta numai vehiculele a căror greutate depăşesc un anumit prag şi pentru a elimina informaţiile neesenţiale. Preţul acestui sistem, este de aproximativ 25.000 $. \r\nUn senzor alternativ de presiune foloseşte un cablu de fibră optică ascuns.\r\nObiectele grele care trec peste cablu îl comprimă, îl strâmbă şi schimbă calea luminii ce trece prin interiorul acestuia, moment în care se va declanşa o alarmă (atunci când deformarea depăşeşte un anumit prag). Acest tip de senzor nu măsoară greutatea sistemului aşa cum o face sistemul sus-menţionat. Cablul optic poate fi lung de sute de metri şi raportează numai dacă s-a întâmplat un eveniment într-unul din sectoarele sale definite. Pentru localizarea precisă, se vor utiliza segmente de cablu mai mici. \r\nAceşti senzori sunt utilizaţi cu multă eficienţă, de-a lungul căilor de comunicaţie. Necesită un efort semnificativ de montare, nu se pretează la o instalare temporară sau rapidă iar zonele pietroase, stâncoase pot împiedica folosirea eficientă.\r\n\r\nSenzori de tip gard\r\nSenzorul de tip gard cu fir întins este format din fire, de obicei ghimpate, întinse orizontal între posturi şi aflate sub tensiune. Fiecare fir este conectat la un senzor localizat aproximativ la mijlocul firelor. Încercările de a escalada gardul sau de a desface firele, activează senzorii şi se generează astfel o alarmă. Tăierea firului duce, de asemenea, la activarea senzorului. Acest tip de gard are o foarte scăzută rată a alarmelor false şi în general nu este afectat de starea vremii. Este relativ scump (~150.000 $/km inclusiv instalarea) şi este prin urmare instalat în zone unde este necesară o monitorizare permanentă şi intensivă.\r\nUn alt tip de senzor-gard foloseşte cablurile de fibră optică strecurate printr-un gard pentru a detecta intruşii. O unitate de comunicaţie optică transmite în mod continuu un semnal codat prin cablu. Întreruperea semnalului datorată tăierii sau mişcării fibrei, generează schimbări în calea luminii care sunt detectate de un receptor, declanşându-se astfel o alarmă. Costul acestui tip de sistem, incluzând gardul, este de aproximativ 60.000$/km.\r\n Senzorii de tip gard furnizează atât o barieră fizică cât şi un senzor de detecţie. În general sistemele sunt proiectate pentru a detecta şi încercările de pătrundere prin săparea pe sub gard. \r\nSenzorii gard cu fibră optică sunt mai susceptibili să genereze alarme false, dar pot fi instalaţi în teren mai accidentat decât celălalt tip de senzori gard. Ambele sisteme utilizează o sursă de alimentare de curent alternativ dar se poate realiza şi alimentarea cu un sistem de baterii.\r\n\r\nSenzori cu rupere de fir\r\nAcest tip de senzor necesită o interacţiune cu elementul intrus, constând dintr-un fir fin care este întins de-a lungul unei căi potenţiale de pătrundere. Când firul este rupt, o alarmă se transmite la echipa de monitorizare. Lungimea firului este selectată pentru a îndeplini condiţiile locale. Aceste dispozitive sunt cel mai adesea utilizate împreună cu alţi senzori. Senzorii cu rupere de fir pot realiza numai o singură raportare, prin urmare se utilizează în zonele cu trafic scăzut. \r\n\r\nDragos VOICU\r\n--~~~~\r\n