SENZORI TERESTRI INDEPENDENTI PENTRU SUPRAVEGHEREA FRONTIEREI (Urmare din nr.trecut)
Data: 1-15 octombrie 2004
Senzorii au capacitatea de procesare a semnalelor, pentru a analiza caracteristicile elementelor intruse si a transmite informatiile de detectie la o locatie de monitorizare aflata la distanta. Desfasurarea in câmpul tactic se poate realiza prin mai multe tehnici: prin intermediul proiectilelor de artilerie (cazul aplicatiilor militare), prin lansare din avion/elicopter sau se pot instala manual. Desfasurarea senzorilor pe câmpul monitorizat prin intermediul proiectilelor de artilerie sau a aparatelor de zbor presupune o inalta robustete, rezistenta la socuri si chiar la actiunea apei, a elementelor senzoriale.
Viata operationala a senzorilor poate fi extinsa prin inglobarea in structura acestora a unor surse inteligente de management al energiei. Aceste surse sunt proiectate astfel incât zona sa fie monitorizata la fiecare câteva secunde, cu un consum minim de energie. In momentul in care se produce o detectie, consumul de energie creste pentru regimul de monitorizare in timp real. Senzorii independenti terestri au o distanta de detectie si identificare limitata. Aceste limitari sunt datorate in general perturbatiilor de mediu, starii vremii sau schimbarilor petrecute de-a lungul unei zile. Exista necesitatea amplasarii acestor senzori in aliniamente alaturate pentru a asigura monitorizarea continua a elementelor intruse. O retea de noduri care foloseste tehnologii multiple poate localiza si identifica cu acuratete evenimentul produs.
In general, senzorii pot fi acustici, seismici, magnetici sau cu actiune in spectrul infrarosu (IR). Corelarea caracteristicilor de la diferite tehnologii imbunatateste capabilitatea de recunoastere a elementelor intruse. De exemplu, prin obtinerea informatiilor de la senzorii cu tehnologie acustica, seismica si IR se poate determina clasificarea si identificarea, iar prin fuziunea datelor se poate, prin triangulatie, sa se determine locatia intrusului.
Un sistem de comunicatii robust, cât si cunoasterea informatiilor despre vreme si teren sunt extrem de importante pentru acest tip de senzori. Compresia datelor si criptarea acestora se pot utiliza pentru a fi asigurata o cât mai mica probabilitate de interceptare si o cât mai mica probabilitate de detectie a senzorilor de catre elementele intruse.
Cerintele operationale ale senzorilor sunt: pret scazut; dimensiuni reduse; arie de acoperire larga; robustete; rezistenta la actiunea mediului inconjurator si a conditiilor meteo; monitorizare de la distanta; posibilitatea de reprogramare; durata mare de viata; comunicatii robuste cu probabilitate scazuta de interceptare si cu probabilitate scazuta de detectie.
In continuare sunt prezentate câteva categorii de senzori utilizati in scopul supravegherii frontierei.
Senzori de tip infrarosu activ
Senzorul cu “rupere” de fascicul detecteaza schimbari in intensitatea semnalului unui fascicul infrarosu creat intre un transmitator si un receptor.
Senzorul cu rupere de fascicul necesita o cale optica neobstructionata. Când un intrus “rupe” fasciculul (invizibil pentru ochiul uman) se genereaza o alarma. Utilizarea se poate realiza de-a lungul drumurilor, potecilor, malurilor apelor care ofera cai de acces in zona securizata. Separarea tipica receptor-transmitator este de aproximativ 100 m, dar la noile sisteme aceasta ajunge la aproximativ 150 m. Cea mai simpla versiune consta intr-o singura pereche de senzori montati pe tripod. Costul unui asemenea echipament (o singura pereche de senzori), fara echipamentul de comunicatie, ajunge la cca 500 $. Sunt disponibile si sisteme pentru acoperirea distantelor mai mici, de aproximativ 30 m. Un sistem mai complex cu mai multe transmitatoare si receptoare poate fi instalat pe stâlpi ce se dispun la cele doua margini ale zonei de detectie. Va rezulta astfel un plan vertical care poate masura profilul unui obiect ce patrunde in interiorul sau. Daca se utilizeaza seturi paralele de fascicule, sistemul poate determina daca un obiect este mai mare decât o dimensiune specificata, cât si directia miscarii obiectului.
Ceata, ploaia, praful reduc puterea fasciculului infrarosu dintre transmitator si receptor. Miscarea vegetatiei datorata vântului, cât si orice alt obiect sau animal care intrerupe fasciculul pot produce alarme false. Acestea se reduc prin utilizarea unui sistem de fascicule multiple, iar declansarea alarmei necesita ca un anume numar de fascicule sa fie intrerupte.
Senzori de tip infrarosu pasiv
Acest tip de senzori masoara nivelul radiatiei infrarosii a zonei de actiune, care se reflecta in câmpul sau de vedere. Persoanele sau autovehiculele sunt mai calde decât mediul in care patrund, deci puterea energiei reflectate se schimba in momentul intruziunii in zona monitorizata. Distanta de detectie nominala este de 30 m pentru persoane si 50 m pentru autovehicule.
Un singur senzor, de dimensiuni minime, portabil, alimentat de la baterie, are un pret de aproximativ 500 $. In acest pret este inclus si transmitatorul propriu. Alarmele false pot aparea la rasaritul si la apusul soarelui. In verile calduroase unele obiecte pot radia o energie infrarosie mai puternica decât altele, creându-se un “spot” fierbinte in câmpul de vedere al senzorului si astfel o alarma falsa. Sensibilitatea senzorului poate fi ajustata pentru a se reduce rata de alarme false care rezulta din activitatea naturala. Senzorii trebuie plasati cu foarte mare grija, pentru a nu fi expusi direct la soare pe timpul apusului sau rasaritului.
Senzori de tip seismic
Senzorii seismici pot opera timp de 2-3 luni cu baterii comune de 9 V, in functie de nivelul de activitate din zona respectiva.
Comunicatiile se realizeaza cu ajutorul unei antene atasate (138 MHz-153 MHz) pâna la 800 m. Aceasta distanta poate fi marita prin utilizarea repetoarelor de radiosemnal (care au pretul de aprox. 1200 $). Distanta de detectie nominala este de cca 10-30 m pentru persoane si cca 100-300 m pentru vehicule.
Solul uscat, tare, nisipos, ofera cea mai mare distanta de detectie. Solurile umede cu o mare proportie de calcar absorb vibratiile, reducând astfel distanta de detectie. Limitarile in distanta pot fi depasite de plasarea oportuna sau de utilizarea unui numar mai mare de astfel de senzori.
Rata de alarme false este mare, datorita micilor cutremure, zborurilor la joasa inaltime a miscarii vegetatiei datorita vântului, ploii grele, cursurilor rapide de apa. Acesti senzori nu pot distinge intre vibratiile provenite din surse externe sau cele cauzate de intrusi. Un dezavantaj il constituie si faptul ca un intrus poate intercepta transmisia de la senzori cu un alt transmitator. Un avertizor al starii de functionare poate fi pozitionat intre senzori, pentru a indica daca semnalele sunt interceptate. Acest transmitator emite la fiecare 10 minute pentru a verifica daca sistemul este operational si nu este interceptat.
Senzori cu emisie de microunde
Tehnologia senzorilor cu microunde este folosita de aproximativ 20 de ani intr-o varietate de aplicatii de securitate. Principiul de functionare este urmatorul: o antena emite continuu energie in domeniul microundelor, iar un receptor masoara energia microundelor reflectate pentru a obtine un nivel de referinta a intensitatii semnalului. Intrusii care patrund in zona monitorizata determina o schimbare in intensitatea semnalului reflectat si genereaza o alarma. Senzorii cu emisie de microunde sunt clasificati ca monostatici sau bistatici in functie de configuratia antenei. Modelele bistatice au antene separate de transmitere si receptie localizate fiecare la câte o extremitate a zonei de supravegheat. Modelele monostatice au atât receptorul cât si emitatorul localizate in aceeasi locatie. Unele sisteme pot fi portabile si alimentate cu baterii. O unitate are pretul cuprins intre 3000-5000 USD. Zona de detectie este ajustabila de catre operator. Sistemele monostatice pot fi setate pentru zona de detectie de la cca 20 la cca 125 m in lungime cu o latime de cca 1-8 m, iar sistemele bistatice pâna la cca 500 m lungime si o latime intre cca 6 si cca 12 m. Când unitatea senzorului este pozitionata corespunzator, zona de detectie poate urmari chiar ondulari moderate in terenurile respective.
Senzorii cu microunde sunt foarte eficienti in zone deschise. O atentie speciala trebuie acordata alarmelor false. Miscarea vegetatiei si a animalelor poate cauza alarme false. Pentru a incerca evitarea acestor probleme se poate seta un anume prag de sensibilitate. Ploaia si zapada pot reduce distanta operationala. Datorita caracteristicilor operationale, un intrus poate intercepta acesti senzori folosind echipamente speciale.