Тепловизионная техника на службе охраны

В 2005 году вышла моя первая статья, посвященная началу освоения тепловизионной техники российскими специалистами по безопасности - "Тепловизионная техника на службе охраны". Эту статью я написал с Ильей Богдановым.


В то время тепловизор был настолько необычной новинкой на российском рынке, что на наших стендах на выставках посетители буквально стояли в очереди(!), чтобы узнать что это такое.


Привожу текст статьи полностью.

Обеспечение безопасности индустриальных и транспортных инфраструктур становится все более сложной и комплексной задачей. Если раньше нужно было противостоять расхищению имущества, то теперь приходится бороться с профессиональными диверсантами.

Банальный, на первый взгляд объект - хранилище хлора для обеззараживания воды - может стать целью диверсии. На такие объекты, как станции водозабора, химкомбинаты, АЭС и многие другие, достаточно проникновения одного человека или транспортного средства, чтобы спровоцировать возникновение очень серьезных последствий.

Безопасность в комплексе

Когда говорят о комплексных системах безопасности на предприятиях, подразумевают системы, предоставляющие спектр технических решений для обеспечения требуемого уровня безопасности людей, материальных ресурсов и имущества, стабильности производственных процессов. Следует учесть максимум уязвимостей, связанных, например, с наличием тумана или дыма, недостатком или отсутствием освещения, большой протяженностью объекта.

При решении вопроса о целесообразности разработки, а также о структуре и возможностях системы безопасности промышленных и других стратегически важных объектов необходимо:

• определить приоритеты "важности";
• проанализировать возможные угрозы;
• оценить объект с точки зрения возможных диверсий;
• оценить сумму возможного ущерба.

В результате сложится некое представление о том, какие задачи должны быть решены с внедрением системы безопасности, а также определится соотношение суммы возможного ущерба с суммой, которую нужно потратить на систему охраны.

Большинство объектов, оснащенных комплексными системами охраны, оборудуются в том числе системой охраны периметра. Словосочетание "охрана периметра" в данном случае не совсем точное, более правильно было бы сказать - система раннего оповещения о проникновении на объект. Для ее эффективного использования необходимо выработать определенный план действий на случай несанкционированного вторжения. Скорее всего, это будет работа оперативной бригады.

Оптимальное решение для защиты важных объектов

Человеческий фактор, как правило, является одним из наиболее слабых мест в обеспечении безопасности. Технические средства могут выдавать ложные срабатывания по несколько раз в течение дня, люди начинают уставать, их внимательность уменьшается. Одним из вариантов решения этой проблемы является установка системы тепловизионного наблюдения в дополне ние к системе охраны периметра. Почему именно тепловизионного? Для выполнения задач обеспечения безопасности 24 часа 7 дней в неделю система должна надежно и эффективно работать при любых внешних условиях, с высокой вероятностью обнаруживая все несанкционированные вторжения.

Тепловизор - это прибор, который одинаково хорошо контролирует ситуацию днем и ночью при любых погодных условиях, работая в тепловом, невидимом для человеческого глаза спектральном диапазоне, и тем самым позволяя видеть то, что недоступно приборам ночного видения и телекамерам. Первоначально идея наблюдения в тепловом спектре была разработана для военных нужд, затем эта техника появилась у спасателей. Технический прогресс и уникальные свойства тепловых камер сделали подобное решение очень привлекательным средством обеспечения безопасности на важных объектах.

Тепловизионная охранная техника пока не имеет широкого распространения в России ввиду малого объема информации о ее возможностях, да и восприятие подобных технологий как применяемых только в военной сфере несправедливо ограничивает область их использования. Уникальным свойством наблюдения в тепловом спектре является полная скрытность наблюдения, так как для него не требуются искусственные источники света. Стандартные же камеры требуют дополнительных источников подсветки для работы в ночных условиях, и это позволяет выявить уязвимые места.

Видеонаблюдение является важной составной частью охраны периметра. Грамотно спланированная система не оставляет "слепых" пятен и позволяет оперативно реагировать на события. Но при всех достоинствах видеоконтроля у стандартных CCTV-камер есть недостаток, который часто ограничивает роль видеонаблюдения в охране особо важных объектов. Такие факторы, как плотный снег, туман, отсутствие подсветки в ночное время, приводят к резкому снижению эффективности стандартных средств. Это часто является причиной отказа от средств визуального контроля обстановки на объектах, где функционирование в "экстремальных" условиях является обязательным.

Тепловизор, в отличие от обычной высокочувствительной камеры или камеры с ИК-подсветкой, способен "нести службу" независимо от погодных условий и условий освещенности: безлунная ночь, небо в тучах, туман, дым или, наоборот, очень яркое солнце - не скажутся отрицательно на результатах работы. Чувствительный элемент тепловизора работает в спектральном диапазоне, не видимом человеческому глазу, и практически не реагирует на вышеописанные изменения внешних условий. Другими словами, при помощи тепловизора одинаково хорошо видно и в яркий солнечный день, и темной ночью. Для изготовления сенсора используется полупроводниковый материал - ртутно-кадмиевый теллурид, который наиболее эффективно поглощает тепловой спектральный диапазон. Объективы для тепловых камер делают из германия, пропускающего только нужный спектр. Такие объективы очень дорогие, так что бюджетными подобные решения пока не назовешь.

Тепловизоры в общей системе наблюдения за объектом

С точки зрения процесса инсталляции тепловизор - это обычная камера, которая имеет все необходимые интерфейсы для интеграции с системой видеонаблюдения, обеспечивая при этом значительно более высокие характеристики, чем стандартные средства. С помощью тепловизора возможно всегда видеть не только то, что происходит у стен объекта, но и перед ними (что позволит иметь гораздо больше времени для принятия необходимых мер). Применение тепловизоров сведет до минимума возможность ложных срабатываний системы охраны периметра, что позволит бригаде быстрого реагирования получать максимально полную информацию.

Принцип действия тепловизора основан на восприятии матрицей прибора теплового излучения от объектов в диапазоне 3-14 мкм. Тепловизор способен "видеть" ночью тепловое излучение от объектов и тем самым формировать четкую картину происходящих событий.

Тепловизионное изображение на экране монитора не отличается от изображения с обычной видеокамеры для распознавания образов человека, автомобиля или собаки. У тепловизоров есть ряд ограничений, связанных с особенностью формирования сигнала. Например, часто задают вопрос: "Можно ли с помощью тепловизора идентифицировать по лицу конкретного человека?". Нет, это невозможно ввиду того, что тепловизор не передает контуры лица человека, а показывает распределение "температуры" на лице.

Задача тепловизора - не идентифицировать конкретную личность, а в сложных условиях выявить того, кто пытается совершить неправомерные действия (ведет скрытое наблюдение, замаскирован от визуального обнаружения), и, как следствие, вовремя их предотвратить. С этим тепловизоры справляются блестяще!

Обычно тепловизоры и стандартные CCTV-камеры используются совместно и эффективно дополняют друг друга.

Виды тепловизионной техники

Существует широкий ряд моделей тепловизоров и программного обеспечения для решения разнообразных проблем обеспечения безопасности. На рынке доступны модели следующих классов: ручные, ближнего действия (до 500 метров), среднего (до 5 километров) и дальнего (более 5 километров). Отдельным классом стоят комплексные системы, совмещенные с CCD-сенсором, GPS, лазерным дальномером и т.п.

На рынке систем теленаблюдения доступна широкая линейка продуктов, начиная от портативных ручных тепловизоров для бригад оперативного реагирования до дальнодействующих комплексных систем с дистанцией детектирования 50 км.

Приборы с ультрашироким (180°) полем зрения способны перекрывать дистанцию в 400 м и детектирует вторжения с расстояния в 200 м. Благодаря своим характеристикам их можно применять в качестве альтернативы классическим системам охраны периметра. Кроме того, такие приборы обладают всеми преимуществами тепловизионного метода охраны.

Для обеспечения наиболее полной информированности об обстановке и принятия решения о вторжении на объект, применяются тепловизоры, выполненные на поворотном устройстве.

Они способны поворачиваться в место детектирования движения и в деталях показывать, что происходит. Эти приборы также оборудованы CCD-камерой - таким образом, обеспечивается полная информационная осведомленность о ситуации. Программное обеспечение легко позволяет подключать приборы также к уже существующим датчикам системы охраны периметра, что несомненно расширяет спектр их применения.

Увидеть и засечь проникновение - это задача стационарных систем. А что делать, если нарушителю все-таки удалось прорваться на ваш объект? Здесь приходят на помощь портативные тепловизоры.

Благодаря этим миниатюрным устройствам нарушители ни при каких условиях не останутся незамеченными. Прибор защищает легкий ударопрочный корпус стандарта IP65, а диапазон его рабочих температур составляет -40...+55 °С. Особенно интересен последний класс устройств для оперативного развертывания, позволяющих контролировать большие пространства.

Мы рассмотрели разнообразные варианты защиты периметра, где есть возможность установки ограждений. А что делать там, где невозможна установка заборов и классических датчиков по охране периметра, но в то же время необходимо защищать большие пространства? Морские и авиационные порты, нефтяные и газовые месторождения, крупные перерабатывающие предприятия, военные объекты и граница? Для решения этих задач требуются мощные тепловизонные системы на QWIP-детекторах (Quantum Well Infrared Photodetector - детектор на квантовых ямах) серии Thermo Vision 2000/3000 MS. Примечательным является тот факт, что данная технология применяется при исследовании космического пространства в тепловом спектре и была разработана в NASA. Она обеспечивает чувствительность и качество картинки в три раза выше, чем остальные системы, предназначенные для этих же целей.

Радиус действия данных систем cоставляет 50 км. Они оборудованы высокоточным поворотным устройством, с хорошей повторяемостью позиционирования. В систему встроена видеокамера дневного света с 25-кратным оптическим увеличением, лазерный дальномер и GPS-система. Таким образом, используя данное оборудование, можно не только увидеть происходящее, но и точно определить местоположение интересующего объекта.

Как уже говорилось выше, эти разработки пришли из военной сферы, но последние события показывают, что охрана некоторых объектов сродни военным действиям. Противодействовать приходиться не только банальному воровству, а обученным диверсантам. Кроме того, тепловизоры могут быть эффективно использованы для оперативного обнаружения очагов возгорания или различных тепловых утечек, контроля производственного процесса или железнодорожных составов, и каждый из этих пунктов - тема отдельной статьи, и во многом - разработка новых уникальных решений для рынка.

Резюмируя вышесказанное, хочется отметить актуальность использования инновационных средств в сфере безопасности. Можно утверждать, что тепловизионная техника становится необходимым компонентом комплекса систем безопасности, отвечающих реалиям сегодняшнего дня.