Охорона периметрів – одна з найбільш важливих складових світової індустрії систем і засобів безпеки. Периметр будь-якого об’єкту природньо є першою лінією контролю, а відтак його убезпечення становить найвищий пріоритет під час розробки і впровадження інтегрованих охоронних комплексів. Такі комплекси зазвичай включають підсистеми: детекції неавторизованого проникнення за периметральний рубіж; збору, обробки і репрезентації інформації; оповіщення оперативного персоналу; відеопідтвердження тривожних подій; охоронного освітлення; дисциплінарного контролю патрульних служб і т. ін. Однак, саме підсистема детекції є базою та основним елементом будь-якого подібного комплексу, оскільки на ній лежить задача формування первинного сигналу тривоги. І саме від якості виконання цієї задачі залежить ефективність роботи всіх інших підсистем, та, взагалі, необхідність в них.

Кожному індивідуальному периметру притаманний набір унікальних інженерно-технічних характеристик, що визначають можливість і доцільність застосування тієї чи іншої технології детекції. До таких характеристик відносять загальну протяжність лінії периметру, наявність чи відсутність огорожі, її матеріал, стан і вік, вірогідність впливу несприятливих факторів природнього чи техногенного походження і багато інших. Велика кількість подібних нюансів, що мають бути якнайретельніше взяті до уваги в процесі проектування, зумовила і появу широкого спектру сенсорних методів, які застосовуються у чітко визначених випадках. Помилка у виборі технології детекції на первинному етапі проектування може призвести до досить відчутних наслідків, аж до необхідності заміни обладнання після здійснення монтажу через його неефективність (і такі випадки відомі).

На сьогодні індустрія пропонує близько двох десятків технологій детекції, продукти на базі яких виробляються кількома десятками гравців ринку. Складність орієнтації в них посилюється ще й через велику кількість підходів до їх класифікації і упорядкування. Так, західними дослідниками здебільшого пропонується розподіл технологій детекції за місцем установки сенсорів (в ґрунті, на огорожі, на ґрунті та окремою категорією – сенсорні системи зі швидким розгортанням). Крім того, весь спектр доступних технологій може бути класифікований за окремими технічними характеристиками: активні та пасивні сенсори; видимі чи приховані; лінійні та об’ємні; ті, що потребують прямої видимості в кожній зоні чи такі, що повторюють ламані лінії периметру і т. ін. Втім, наявні підходи до класифікації зазвичай не враховують однієї досить важливої характеристики будь-якого сенсору: точкового (від англ. pin-point) чи позонного принципу детекції. Однак, саме розуміння цієї різниці на етапі передпроектного дослідження об’єкту та наступного складання специфікації, до певної міри, здатне гарантувати правильність вибору технології та ефективну експлуатацію охоронного комплексу протягом багатьох років. Спроба систематизації наявних на ринку технологій детекції неавторизованого проникнення за периметр на основі цього принципу наведена на мал. 1.

Мал. 1 Класифікація технологій детекції на периметрі

Отже, що вкладається в поняття позонної і точкової детекції?

Для наочності роз’яснення необхідно навести універсальну блок-схему будови будь-якого датчика, сповіщувача чи комплексу периметральної сигналізації (Мал. 2).

Мал. 2 Елементарна структура охоронного сповіщувача

В кожному сповіщувачі периметральної та внутрішньої сигналізації виділяється три базових компоненти: чутливий елемент (ЧЕ) – власне сенсор, що фіксує зміни оточуючого середовища, викликані появою в зоні його дії людини, або транспорту, та формує первинний сигнал певної природи (електричний, оптичний); блок обробки – контролер, аналізатор сигналу, що за попередньо налаштованими алгоритмами оцінює його відповідність заданим параметрам тривоги; формувач сигналу тривоги – електронний компонент, що комунікує із зовнішніми системами збору та обробки інформації для передачі тривожного сигналу на вищий рівень.

Чутливий елемент може бути дискретним чи розподіленим. В першому випадку, зазвичай, він конструктивно виконаний в єдиному корпусі з іншими компонентами пристрою. Наприклад, в активних інфрачервоних (ІЧ) бар’єрах ЧЕ являє собою фотопару, лінзи і ІЧ-промінь, що ними формується; в мікрохвильових бар’єрах – антенні блоки, підсилювачі і НВЧ-поле між передавачем і приймачем; в пасивних ІЧ-датчиках – PIR-елемент, лінзу і систему дзеркал і т.д. Крім того, до дискретних сенсорів слід включити і гірлянди індивідуальних MEMS-датчиків (акселерометрів, п’єзоелементів, від англ. Microelectromechanical System – мікроелектромеханічна система), послідовно об’єднаних кабельною лінією. До розподілених сенсорів відносяться вібраційні кабелі (оптоволоконні, мікрофонні, мідні звиті чи коаксіальні), перфоровані кабелі лінії витікаючої хвилі (ЛВХ) тощо.

Блок обробки може представляти собою просту аналогову схему з фільтром паразитних сигналів та компаратором (пристроєм, що порівнює вхідний сигнал з визначеним для тривоги порогом), або складний аналізатор з власною операційною системою, вбудованою бібліотекою опорних сигналів та поведінкових патернів (наборів сигналів з визначеними характеристиками, притаманними певним типам впливу на сенсор) і застосуванням алгоритмів просунутої статистики/штучного інтелекту для оцінки вхідної інформації. Одним блоком можуть контролюватись кілька чутливих елементів, кожен з яких підключається до окремого сенсорного каналу.

Формувач сигналу тривоги, здебільшого, має форму релейного виходу, що змінює стан за командою блоку обробки, або генератора цифрових даних у просунутих мережевих системах охорони периметрів. В останньому випадку інформація в комплекс обробки вищого рівня передається універсальними, або пропрієтарними мережами напряму в програмне забезпечення, або контролери систем охоронної сигналізації з використанням різноманітних протоколів (ASCII, SNMP чи власних розробок окремих виробників).

Отже, пристроєм з позонною детекцією називається сенсор, в якому чутливий елемент, підключений на індивідуальний сенсорний канал блоку обробки, здатний передавати лише узагальнений сигнал зі всієї довжини власної зони детекції. В цьому випадку користувач не матиме інформації де точно відбулася тривожна подія, натомість система просигналізує, що вся ділянка під охороною визначеного ЧЕ, а це, зазвичай, від 100м до 200м периметру, перейшла в тривожний стан. Відповідно, буде активовано єдиний асоційований релейний вихід (або сформовано одну цифрову тривожну команду) для комунікації з системою верхнього рівня.
На противагу цьому, пристрій з точковою детекцією має чутливий елемент, що формуватиме різні сигнали в залежності від місця впливу чи атаки на нього вздовж всієї зони детекції. Такий чутливий елемент також підключається на один сенсорний канал контролеру. Сучасні комплекси периметральної сигналізації дозволяють локалізувати тривожну подію з точністю до 2-5м, гнучко групувати такі сенсорні сегменти в зони, об’єднувати їх в області вищого порядку, і, відповідно, налаштовувати функціонування формувача тривоги. Тобто, зоні детекції одного ЧЕ відповідатиме вже кілька вихідних сигналів, а користувач зможе точно визначити точку події і адекватно відреагувати на неї.

Практично кожна група технологій детекції згідно Мал. 1 має як позонні, так і точкові складові. Крім того, можна виділити технології первинно позонні, проте здатні надавати дещо більш точну локалізацію, ніж вся довжина зони детекції. До таких доцільно застосувати термін «умовно точкові».

Вібраційна група технологій

Дана група представлена найбільшою кількістю комерційних продуктів і є одним з найбільш поширених засобів убезпечення периметрів, обладнаних інженерними огорожами. Вона включає як моделі з дискретними, так і розподіленими чутливими елементами. Системи на базі перших (акселерометри і п’єзосенсори) за замовчуванням використовують точковий принцип детекції, оскільки кожний MEMS-елемент в гірлянді по суті є незалежним сповіщувачем, здатним контролювати свою невелику ділянку огорожі. Часто така ділянка обмежується однією чи двома секціями, однак найбільш сучасні системи, як, наприклад SIOUX PRO2 від італійського виробника CIAS, можуть вираховувати точку впливу з точністю до 1м, завдяки інтерполяції даних кількох сусідніх акселерометрів (при збереженні дистанції між ними до 5м).

Системи ж з використанням розподіленого ЧЕ представлені в рівній мірі як продуктами з позонною детекцією, так і з точковою. В засобах виявлення (ЗВ) на базі трибоелектричного і мікрофонного ефектів, а також оптоволоконної інтерферометрії Майкельсона (і як її окремого випадку – спекл-інтерферометрії) виникнення тривожного сигналу не може бути локалізовано, вони є досить бюджетним рішенням і історично з’явились першими. Це прості з функціональної точки зору комплекси, що не передбачають тонкого налаштування. В той же час, провідно-локаційні ЗВ, системи на базі інтерферометрії Маха-Цендера і оптичної когерентної рефлектометрії (яка окрім монтажу на огорожу, може використовуватись і в підземних інсталяціях) – є складними продуктами з високим ступенем використання цифрових алгоритмів обробки сигналів, призначеними для охорони ділянок від 3-4км до 80км периметру. Найсучасніші зразки таких систем, зокрема виробництва компаній Senstar (Канада) чи Future Fiber Technologies (Австралія), здатні забезпечити точність локалізації тривоги в межах 2-4м.

Мікрохвильова група технологій

За західною класифікацією до цієї групи відносять всі чотири категорії систем: з установкою на та в ґрунті, на огорожі та системи зі швидким розгортанням. Дискретні чутливі елементи застосовуються в однопозиційних та двопозиційних мікрохвильових бар’єрах, які є класичними представниками засобів виявлення з позонною детекцією. Сюди ж з повним правом відносять і провідно-хвильові системи, які є досить давньою розробкою і здебільшого використовуються для монтажу на огорожах з високим ризиком подолання шляхом перелазу.

Окремим випадком тут слід визначити допплерівські радари зі збільшеною зоною детекції, наприклад заявлена дальність роботи американських пристроїв Spotter Global серії С становить 1400м (при максимальній ширині зони до 1100м). Звичайно, позонна детекція на таких відстанях є малоефективною, тож продукти цього класу оснащено можливістю точної локалізації і супроводу цілі (з формуванням тривожного сигналу у вигляді цифрових команд).

До систем з точковою детекцію та мікрохвильовим принципом функціонування включають і комплекси лінії витікаючої хвилі. Розподілений чутливий елемент в них представлений парою паралельних перфорованих коаксіальних кабелів, між якими формується чутливе НВЧ-поле. Кабелі монтуються під землю вздовж лінії периметру та формують сигнали тривоги, які дозволяють локалізувати вторгнення на кожному сегменті в 2-4м. Одним з найбільш відомих продуктів ЛВХ є система OmniTrax від Senstar.

Оптико-електронна група технологій

Зазвичай продукти цієї категорії сприймаються як пристрої з позонною детекцією. Однак застосування сучасних конструктивних рішень, просунутих чутливих елементів і алгоритмів обробки первинного сигналу дозволяють всі їх віднести до умовно точкових. Так, наприклад, використання методу Time-of-Flight (ToF) дозволяє французькій компанії Sorhea пропонувати активні інфрачервоні бар’єри з дальністю детекції до 100м та можливістю налаштування до 3 віртуальних зон в цих межах.

Тобто, умовно одна пара сповіщувачів може генерувати 3 окремі тривоги в залежності від місця перетину периметру порушником. Узагальнено, технологія ToF – це вимірювання часу, за який об’єкт, частинка або хвиля проходять відстань через середовище. Цю інформацію потім можна використовувати для вимірювання швидкості або довжини шляху, або як спосіб дізнатися про властивості частинки чи середовища.

Інший приклад можна навести для пасивних інфрачервоних (ПІЧ) сповіщувачів: ПІЧ-датчики серії ADPRO PRO-E виробництва Honeywell, завдяки конструктивним особливостям PIR-елементу і системі дзеркал, здатні окремо видавати тривоги при атаках в ближній, середній чи дальній зоні (максимальна зона детекції сповіщувачів становить 200м, а визначення довжини трьох її сегментів залежить від конкретної моделі пристрою).

Нарешті, оптико-локаційні, або лазерні сповіщувачі здебільшого мають можливість налаштування від 4 до 20 зон (як-от LaserWatch від англійського виробника GJD) з використанням все тієї ж технології ToF.

Електроконтурна група технологій

До цієї групи включають ємнісні, електрошокові і певною мірою контактно-натяжні системи, всі з яких побудовані виключно на принципі позонної детекції та по своїй природі оснащені розподіленим чутливим елементом.

Сейсмічна група технологій

Включає геофонні та гідравлічні системи. Структура перших подібна до вібраційних MEMS-рішень, з тою різницею, що установка здійснюється не на огорожу, а під землю. Дискретним чутливим елементом виступають геофони, кожний з яких контролює ділянку діаметром в середньому близько 15м. В системах з розподіленим ЧЕ (гідравлічних) – сенсор представлений трубкою, заповненою рекомендованою виробником рідиною, яка також укладається під землю. З обох кінців такої зони встановлено чутливі мембрани, що за методом, подібним до ToF, визначають точку перетину зони детекції людиною чи транспортом. Точність локалізації до 5м. Основним виробником систем цього класу є італійська компанія GPS Standard

Отже, сьогодні ринок систем безпеки пропонує широкий спектр рішень для охорони периметрів як з позонною, так і точковою детекцією.

Основним, поширеним і досить справедливим питанням, що виникає у проектантів, замовників і спеціалістів експлуатації, є:

	Чи не стане точкова детекція додатковою функцією, яка більше розрахована на маркетинг виробників і одночасно не несе відчутного збільшення ефективності охоронного комплексу?
	Чи не є точність локалізації у кілька метрів надлишковою, враховуючи що камери відеопідтвердження тривог, які є необхідним елементом абсолютної більшості проектів, контролюють значно довші зони?
	Наскільки операторові взагалі необхідно знати чи відбувається атака на 25-му чи 38-му метрі периметру?
	Яка з цього користь для особового складу сил реагування?

До того ж, системи з точковою детекцією є дорожчими, складнішими в налаштуванні і потребують вищої кваліфікації як інтеграторів, так і експлуатуючого персоналу. Для відповіді на ці питання необхідно найперше визначитись, а що власне називається зоною в системах охорони периметрів.

Охоронна зона – це ділянка периметру, що

a)	може бути повністю візуально проконтрольована оператором системи через інтегровані засоби відеопідтвердження (стаціонарні чи роботизовані відеокамери), або наживо співробітниками особового складу сил реагування;
б)	може бути поставлена чи знята з охорони окремо від інших ділянок;
в)	має індивідуальні налаштування;
г)	в разі виникнення тривожної події, формує незалежний сигнал при комунікації з системами верхнього рівня.

За неможливості дотримання хоча б однієї з цих умов на виділеній ділянці периметра, постає необхідність розділення її на кілька зон. Відтак, в системах з позонним принципом детекції виділяються додаткові сенсорні канали (а часто і встановлюється додатковий контролер), що зумовлює потребу в нарощенні інфраструктури: кабельні траси, засоби живлення, в т.ч. і безперебійного, компоненти підсистеми збору і обробки інформації для передачі тривожних сигналів, мережева інфраструктура, вуличні розподільчі шафи і т.ін. В системах з точковою детекцією, з іншого боку, просто налаштовуються кілька сенсорних сегментів.

Тож, основними показниками, що визначають необхідність передбачення точкової детекції на периметрі, є:

1.	Ламана лінія периметру з великою кількістю поворотів та перепадів висот, які унеможливлюють контроль протяжних ділянок малою кількістю відеокамер. В цьому випадку за допомогою лише одного сенсорного каналу системи з точковим принципом детекції оператор в змозі окремо обробляти інформацію з кожного, навіть невеликого (протяжністю в кілька метрів) відтинку, а відтак надавати точні дані щодо спроб вторгнення силам реагування;
2.	Різні характеристики інженерного оснащення чи ґрунтів на всій протяжності периметру: одночасна наявність огорож кількох типів, або зміна середовища укладки підземного чутливого елементу (присутність асфальту, бетону, чорнозему і т.д.). Такі периметри потребують здійснення окремих налаштувань на кожній ділянці для встановлення оптимального балансу вірогідності детекції та кількості хибних тривог на одиницю часу;
3.	Сильний вплив погодних чи техногенних факторів оточуючого середовища на чутливий елемент системи. Не секрет, що, наприклад, основним типом перешкоди для вібраційних систем є вітрове навантаження. Здатність блоку обробки отримувати більше кумулятивної інформації від чутливого елементу з кількома сегментами значно підвищує толерантність всієї системи до таких впливів, у порівнянні з усередненим сигналом від позонних комплексів;
4.	Велика кількість воріт, хвірток, перетинів трубопроводами та іншими подібними конструктивними елементами, що мають бути зняті чи поставлені під охорону окремо від решти периметру. В позонних системах кожний такий елемент вимагатиме власного сенсорного каналу, в точкових – окремого сегменту;
5.	Використання в складі інтегрованого охоронного комплексу засобів стримування та оповіщення (наприклад, рупорних гучномовців), або освітлення (прожекторів ІЧ чи видимого спектру), дальність дії яких зазвичай менше, ніж класичні для позонних систем 100-200м. Тож ефективне застосування подібних пристроїв вимагатиме складнішої, ніж одне тривожне реле, логіки роботи підсистеми детекції, а її можуть забезпечити лише точкові комплекси. До цього ж показнику можна віднести і випадки організації відеопідтвердження подій за допомогою роботизованих відеокамер: чим точніше сенсор вкаже на місце вторгнення, тим більш інформативною виявиться відеозображення при виході такої камери на попередньо налаштовану позицію;
6.	Наявність ділянок лінії периметру, що не потребують детекції. При цьому розрив чутливого елементу на таких ділянках є неможливим, або недоцільним. Мається на увазі вихід на периметр фасадів будівель, межування з огорожами і конструктивами, що не належать власнику об’єкту та не підлягають з різних причин контролю оператором. Більшість систем з точковою детекцією підтримують створення таких штучних «мертвих» зон, а відтак така задача вирішується налаштуваннями контролеру.

Враховуючи, що наведені показники, з досвіду, зустрічаються на половині, якщо не більшій частині, об’єктів, на яких проектується система охорони периметру, використання засобів виявлення з точковою детекцією є повністю економічно і функціонально оправданим. В таких випадках позонні системи потребуватимуть, як зазначалось, значно більших інвестицій в інфраструктуру, роботи з монтажу, сервіси з обслуговування і експлуатації. Тож різниця у вартості з точковими комплексами повністю нівелюється. З іншого боку, замовник отримує систему з розширеною інформативністю та функціоналом, що може бути легко підлаштований під змінювані з часом умови експлуатації.