RU2698426C1 - Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto - Google Patents
Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698426C1 RU2698426C1 RU2018144735A RU2018144735A RU2698426C1 RU 2698426 C1 RU2698426 C1 RU 2698426C1 RU 2018144735 A RU2018144735 A RU 2018144735A RU 2018144735 A RU2018144735 A RU 2018144735A RU 2698426 C1 RU2698426 C1 RU 2698426C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensitive element
- alarm
- induction
- subsystem
- signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/22—Electrical actuation
- G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Сигнализационная маскируемая система охраны подземных магистральных трубопроводов на основе магнитометрического средства обнаружения и способ обнаружения несанкционированного доступа к ним.An alarm masking system for protecting underground trunk pipelines based on a magnetometric detection means and a method for detecting unauthorized access to them.
Изобретение относится к сигнализационным средствам для охраны, срабатывающим при изменении напряженности магнитного поля, и предназначено для обнаружения и регистрации несанкционированного доступа (врезки, повреждения и т.д.) путем подкопа к подземным магистральным продуктопроводам (нефтепроводам, газопроводам и т.п.).The invention relates to alarm means for protection, triggered by a change in magnetic field strength, and is intended to detect and record unauthorized access (taps, damage, etc.) by digging into underground trunk product pipelines (oil pipelines, gas pipelines, etc.).
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является описанное в патенте РФ №73992 маскируемая система мониторинга состояния подземных магистральных трубопроводов, которая содержит в себе два магнитометрических (МСО) и одно вибрационное средство обнаружения (ВСО), периферийный контроллер, кабельную систему питания и передачи сигнала тревоги и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. МСО состоит из двух муфт оконечных, муфты соединительной, блока обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и самого индукционного чувствительного элемента, содержащего шесть размещенных в грунте одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников; сегменты кабеля образуют в свою очередь два одновитковых "8-образных" - дифференциальных сигнальных датчика и размещены с двух сторон от трубопровода для образования пространственно-распределенных контуров, чувствительных к изменению магнитного потока, вызываемого металлическими предметами имеющимися у нарушителя. Вибрационное средство обнаружения состоит из муфт оконечных, блока обработки и кабельного чувствительного элемента, который содержит четыре сегмента сенсорного кабеля размещенного в грунте на глубине (40…50) см. Периферийный контроллер обеспечивает взаимодействие магнитометрического и вибрационного средств обнаружений с АРМ оператора. АРМ оператора представляет собой программно-аппаратный комплекс для контроля данной системы.The closest technical solution adopted for the prototype is the masked monitoring system for monitoring the status of underground trunk pipelines described in RF patent No. 73992, which contains two magnetometric (MSO) and one vibration detection means (VCO), a peripheral controller, a cable power and transmission system alarm and workstation (AWS) operator. MCO consists of two terminal couplings, a coupling coupling, a signal processing unit with an induction sensitive element and the induction sensitive element itself, containing six identical segments of cable twisted into a pair of conductors placed in the ground; cable segments in turn form two single-turn "8-shaped" - differential signal sensors and are placed on both sides of the pipeline to form spatially distributed loops sensitive to changes in magnetic flux caused by metal objects held by the intruder. The vibration detection tool consists of terminal couplings, a processing unit and a cable sensing element, which contains four segments of the sensor cable located in the ground at a depth of (40 ... 50) cm. The peripheral controller provides interaction between the magnetometric and vibration detection tools with the operator's workstation. The operator's workstation is a hardware-software complex for monitoring this system.
Способ обнаружения несанкционированного доступа к трубопроводу по патенту №73992 включает размещение с двух сторон от трубопровода двух магнитометрических средств обнаружения (МСО) в составе муфт оконечных, муфты соединительной, блока обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и самого индукционного чувствительного элемента, содержащего шесть размещенных в грунте одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников, образующих в свою очередь два одновитковых "8-образных" - дифференциальных сигнальных датчика; размещение над трубопроводом сенсорного кабеля вибрационного средства обнаружения (ВСО), состоящего из муфт оконечных, блока обработки и кабельного чувствительного элемента, содержащего четыре сегмента сенсорного кабеля размещенного в грунте, соединение средств обнаружения с системами питания и передачи данных, периферийным контроллером и автоматизированным рабочим местом (АРМ) оператора со специализированным программно-аппаратным комплексом для контроля данной системы; контроль с помощью АРМ электрических сигналов со средств обнаружения и установление факта срабатывания по их превышению над уровнем помех; регистрацию и сигнализацию о нарушении.The method of detecting unauthorized access to the pipeline according to patent No. 73992 involves placing two magnetometric detection means (MCO) on both sides of the pipeline, consisting of terminal couplings, a coupling coupling, a signal processing unit with an induction sensitive element and the induction sensitive element itself, containing six located in the ground identical cable segments from twisted into a pair of conductors, which in turn form two single-turn "8-shaped" - differential signal sensors; placement of a vibration detection means (VCO) over the sensor cable pipeline, consisting of terminal couplings, a processing unit and a cable sensing element containing four segments of the sensor cable located in the ground, connection of the detection means with power and data transmission systems, a peripheral controller and an automated workstation ( AWP) of an operator with a specialized software and hardware complex for monitoring this system; control using automated workstations of electrical signals from the detection means and establishing the fact of operation by their excess over the level of interference; registration and alarm about violation.
Общими существенными признаками прототипа-устройства, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие - сигнализационная маскируемая система охраны подземных магистральных трубопроводов на основе магнитометрического средства обнаружения (МСО), включает размещенные под поверхностью земли индукционный чувствительный элемент, подсистему питания, блок обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и подсистемы передачи и приема сигнала тревоги и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора с программно-аппаратным комплексом контроля системы; индукционный чувствительный элемент выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников; попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики.The common essential features of the prototype device, which coincide with the essential features of the proposed technical solution, are as follows: an alarm masking system for protecting underground trunk pipelines based on magnetometric detection means (MCO), includes an induction sensitive element located below the surface of the earth, a power subsystem, a signal processing unit with induction sensitive element and subsystem for transmitting and receiving an alarm signal and an automated working place (AWP) of the operator with a software and hardware system control complex; the induction sensitive element is made in the form of an odd number of identical cable segments from twisted into a pair of conductors; in pairs, the cable segments in turn form a single-turn "8-shaped" differential signal sensors.
Общими существенными признаками прототипа-способа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие - способ обнаружения несанкционированного доступа к трубопроводу включает подземное размещение в районе трубопровода магнитометрического средства обнаружения (МСО) в составе индукционного чувствительного элемента, подсистемы питания, блока обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и подсистему передачи сигнала тревоги, а также размещенные подсистемы приема сигнала тревоги и автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора с программно-аппаратным комплексом контроля системы; индукционный чувствительный элемент выполнен в виде размещенного под поверхностью земли нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников; попарно сегменты кабеля образуют, в свою очередь, одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики; по наличию сигналов тревоги производят регистрацию и сигнализацию о нарушении.The common essential features of the prototype method that coincide with the essential features of the proposed technical solution are the following - the method of detecting unauthorized access to the pipeline includes underground placement in the area of the pipeline of a magnetometric detection means (MCO) as part of an induction sensitive element, a power subsystem, a signal processing unit with an induction sensitive element and subsystem for transmitting an alarm signal, as well as hosted subsystems for receiving a signal vogi and workstation (AWP) with the system software and hardware control complex; the induction sensitive element is made in the form of an odd number of identical segments of cable placed below the ground from twisted into a pair of conductors; in pairs, cable segments form, in turn, single-turn "8-shaped" differential signal sensors; according to the presence of alarms, registration and signaling of a violation are made.
Данные прототипы (устройство и способ) обладают высокой обнаружительной способностью, однако, в случае входа в охраняемую зону случайного человека, имеющего при себе металлические предметы в экипировке или в поклаже, и последующее перемещение внутри зоны, будет восприниматься как тревога. Зачастую это связано с тем, что полосы прокладки трубопровода, особенно просеки, активно используются в качестве пешеходных троп. Наличие в данной системе двух магнитометрических и одного вибрационного средств обнаружений ухудшает надежность системы, а также требует значительно большей площади для размещения (МСО находятся с двух сторон от трубопровода), значительного объема земляных работ, использования большого объема оборудования. Также, наличие в системе магистральных кабеля связи и кабеля электропитания существенно ограничивает расстояние, на котором может быть расположен АРМ оператора. Проведение работ по прокладке линии электропитания и связи до АРМ оператора влечет значительные затраты материальных и временных ресурсов.These prototypes (device and method) have a high detecting ability, however, in the case of a random person entering the protected area carrying metal objects with equipment or luggage, and subsequent movement within the zone, it will be perceived as an alarm. This is often due to the fact that pipelines, especially clearings, are actively used as walking trails. The presence in this system of two magnetometric and one vibration means of detection worsens the reliability of the system, and also requires a significantly larger area for placement (MSOs are located on both sides of the pipeline), a significant amount of earthwork, and the use of a large amount of equipment. Also, the presence in the system of the main communication cable and power cable significantly limits the distance at which the operator's workstation can be located. Carrying out work on laying the power supply and communication lines to the operator's workstation entails significant costs of material and time resources.
Техническими проблемами, решение которых обеспечивается предлагаемым техническим решением, является следующие - упрощение конструкции системы, повышения ее надежности, отсутствие ложных срабатываний системы, связанных со свободным перемещением людей и животных в зоне размещения трубопровода, снижение объемов земляных работ, снижение материаллоемкости и площади, занимаемой сигнализационным оборудованием.Technical problems, the solution of which is provided by the proposed technical solution, are as follows - simplifying the design of the system, increasing its reliability, the absence of false alarms of the system associated with the free movement of people and animals in the area of the pipeline, reducing the volume of earthworks, reducing the material consumption and the area occupied by the alarm system equipment.
Для решения данных технических проблем предлагается сигнализационная маскируемая система охраны подземных магистральных трубопроводов на основе магнитометрического средства обнаружения (МСО), включающая размещенный под поверхностью земли над трубопроводом индукционный чувствительный элемент, также размещенную под поверхностью земли подсистему питания, блок обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента, подсистемы передачи и приема сигнала тревоги и автоматизированное рабочее место оператора с программно-аппаратным комплексом контроля системы; индукционный чувствительный элемент имеет дифференциальную структуру и выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников в виде провода типа П-274М при допустимом снижении сопротивления изоляции до 1Мом; попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами, применяемыми нарушителями; при этом источник питания выполнен автономным, а подсистемы передачи и приема сигнала тревоги выполнены радиоканальными.To solve these technical problems, an alarm masking system for protecting underground pipelines based on a magnetometric detection means (MCO) is proposed, including an induction sensitive element located below the earth’s surface above the pipeline, a power subsystem located below the earth’s surface, a signal processing unit from the induction sensitive element, and subsystems alarm transmission and reception and operator workstation with software and hardware m complex control system; the induction sensitive element has a differential structure and is made in the form of an odd number of identical cable segments from twisted into a pair of conductors in the form of a wire of type P-274M with an acceptable reduction in insulation resistance to 1MΩ; in pairs, the cable segments in turn form a single-turn "8-shaped" differential signal sensors that form spatially distributed circuits that are sensitive to changes in magnetic flux caused by instruments used by intruders; wherein the power source is autonomous, and the subsystems for transmitting and receiving an alarm signal are made radio-channel.
В отличие от прототипа, индукционный чувствительный элемент размещен под поверхностью земли над трубопроводом, имеет дифференциальную структуру и выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников в виде провода типа П-274М при допустимом снижении сопротивления изоляции до 1Мом; попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами, применяемыми нарушителями; при этом источник питания выполнен автономным, а подсистемы передачи и приема сигнала тревоги выполнены радиоканальными.Unlike the prototype, the induction sensitive element is located below the surface of the earth above the pipeline, has a differential structure and is made in the form of an odd number of identical cable segments from twisted into a pair of conductors in the form of a wire of type P-274M with an acceptable reduction in insulation resistance to 1MΩ; in pairs, the cable segments in turn form a single-turn "8-shaped" differential signal sensors that form spatially distributed circuits that are sensitive to changes in magnetic flux caused by instruments used by intruders; wherein the power source is autonomous, and the subsystems for transmitting and receiving an alarm signal are made radio-channel.
Для решения данных технических проблем предлагается способ обнаружения несанкционированного доступа к трубопроводу на основе магнитометрического средства обнаружения (МСО), включающий размещение с помощью механизированного бестраншейного способа под поверхностью земли над трубопроводом индукционного чувствительного элемента, подземное размещение подсистемы питания, блока обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и подсистемы передачи сигнала тревоги, размещение подсистемы приема сигнала тревоги и автоматизированного рабочего места оператора с программно-аппаратным комплексом контроля системы; при этом индукционный чувствительный элемент имеет дифференциальную структуру и выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников; попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами нарушителя; соединение индукционного чувствительного элемента с подсистемой питания, блоком обработки сигнала с индукционного чувствительного элемента и и подсистемы передачи сигнала тревоги, размещение подсистемы приема сигнала тревоги, его прием подсистемой приема сигнала тревоги и обработку на АРМ оператора с программно-аппаратным комплексом для контроля данной системы; установление факта попытки нарушения по наличию характерных для подкопа и (или) врезки повторяющихся сигналов с индукционного чувствительного элемента за ограниченный период времени, или сигнала, характерного для разрушения или смещения сегмента кабеля чувствительного элемента в магнитном поле Земли.To solve these technical problems, a method for detecting unauthorized access to a pipeline based on a magnetometric detection means (MCO) is proposed, which includes placing, using a mechanized trenchless method below the earth’s surface above the pipeline, an induction sensitive element, underground placement of a power subsystem, a signal processing unit from an induction sensitive element and alarm transmission subsystems, placement of the alarm reception subsystem and automation vannogo operator's station with the software and hardware complex control system; wherein the induction sensitive element has a differential structure and is made in the form of an odd number of identical cable segments from twisted into a pair of conductors; in pairs, the cable segments in turn form a single-turn "8-shaped" differential signal sensors that form spatially distributed circuits that are sensitive to changes in magnetic flux caused by intruder tools; connection of the induction sensitive element with the power subsystem, the signal processing unit from the induction sensitive element and the alarm transmission subsystem, placement of the alarm reception subsystem, its reception by the alarm reception subsystem and processing of the operator with the hardware-software complex to control this system; establishing the fact of an attempt to violate the presence of repetitive signals characteristic of a digging and (or) insertion from an induction sensitive element for a limited period of time, or a signal characteristic of the destruction or displacement of a cable segment of a sensitive element in the Earth's magnetic field.
В отличие от прототипа, индукционный чувствительный элемент размещают над трубопроводом с помощью механизированного бестраншейного способа, а сам он имеет дифференциальную структуру и выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля из скрученных в пару проводников в виде провода типа П-274М при допустимом снижении сопротивления изоляции до 1Мом; попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами, применяемыми нарушителями; факт попытки нарушения определяют по наличию характерных для подкопа и (или) врезки повторяющихся сигналов с индукционного чувствительного элемента (вызванных изменением магнитного потока, вызываемого инструментами из ферромагнитных материалов, обладающими остаточной намагниченностью, применяемыми нарушителями (для подкопа и врезки, например, лопата, болгарка, сварочный аппарат и т.п.) за ограниченный период времени, или сигнала тревоги, характерного для разрушения или смещения сегмента кабеля чувствительного элемента в магнитном поле Земли. Благодаря наличию указанных отличительных признаков достигаются следующие технические результаты - система реагирует только на факты попыток подкопа, в крайнем случае врезки, не реагируя на факты пересечения трассы людьми, транспортом и животными или нахождения в ее зоне размещения; подкоп обнаруживается на ранней стадии (как правило, в течение 1-й минуты с его начала) не дожидаясь факта врезки (теоретически подкоп может быть выполнен и неферромагнитным инструментом, например, керамическим, но врезка без использования неферромагнитного материала практически невозможна); предлагаемая система не требует сезонных настроек (в силу физического принципа работы чувствительность МСО не зависит от климатических и почвенно-геологических условий), обеспечивается работоспособность при наличии на поверхности земли слоя воды или снега произвольной высоты; обладает высокой помехоустойчивостью к мощным «удаленным» помехам (ЛЭП, грозы и т.д.) вследствие дифференциальной структуры чувствительных элементов (ЧЭ); использование в качестве ЧЭ дешевого широко распространенного провода, например, П-274М (а не специального кабельного вибрационного чувствительного элемента, как в прототипе), а также невысокие требования к сопротивлению изоляции (>1 Мом), обеспечивают высокий показатель ремонтопригодности МСО в полевых условиях при повреждении ЧЭ; система может быть использована для охраны нескольких параллельно расположенных трасс продуктопроводов (за счет увеличения количества сегментов кабеля, или за счет параллельного размещения дополнительных чувствительных элементов над удаленными друг от друга трубами с отступом над неохраняемой поверхностью). Дополнительно, за счет использования бестраншейного способа прокладки, существенно увеличивается скорость установки системы и ее малозаметность. За счет использования автономного источника питания и передачи данных по радиоканалу, возможно использование системы на значительном удалении от АРМ оператора в местах, где отсутствуют линии коммуникации и питания - до 30 км, а при использовании ретрансляторов до 120 км.Unlike the prototype, an induction sensitive element is placed above the pipeline using a mechanized trenchless method, and it has a differential structure and is made in the form of an odd number of identical cable segments from twisted into a pair of conductors in the form of wires of the P-274M type with a permissible decrease in insulation resistance to 1M; in pairs, the cable segments in turn form a single-turn "8-shaped" differential signal sensors that form spatially distributed circuits that are sensitive to changes in magnetic flux caused by instruments used by intruders; the fact of attempted violation is determined by the presence of repetitive signals characteristic of a digging and (or) insertion from an induction sensitive element (caused by a change in the magnetic flux caused by instruments from ferromagnetic materials with residual magnetization used by intruders (for digging and cutting, for example, a shovel, grinder, welding machine, etc.) for a limited period of time, or an alarm characteristic of the destruction or displacement of the cable segment of the sensing element in the magnetic field Due to the presence of these distinctive features, the following technical results are achieved - the system only responds to the facts of attempts to dig, in the extreme case of a tie-in, not responding to the facts of crossing the route by people, vehicles and animals or being in its area of location; digging is detected at an early stage ( as a rule, within 1 minute from its beginning) without waiting for the insertion fact (theoretically, undermining can be performed with a non-ferromagnetic tool, for example, a ceramic one, but the insert without using a neferrom -magnetic material is virtually impossible); the proposed system does not require seasonal settings (due to the physical principle of operation, the MSO sensitivity does not depend on climatic and soil-geological conditions), operation is ensured if there is a layer of water or snow of arbitrary height on the surface of the earth; It has high noise immunity to powerful "remote" interference (power lines, thunderstorms, etc.) due to the differential structure of sensitive elements (SE); the use as a CE of a cheap widespread wire, for example, P-274M (and not a special cable vibration sensitive element, as in the prototype), as well as low requirements for insulation resistance (> 1 MΩ), provide a high indicator of maintainability of MCO in the field under CE damage; the system can be used to protect several parallel routes of product pipelines (by increasing the number of cable segments, or by parallelly placing additional sensitive elements above pipes that are remote from each other and indented above an unguarded surface). Additionally, due to the use of the trenchless laying method, the installation speed of the system and its stealth are significantly increased. Due to the use of an autonomous power supply and data transmission via radio channel, it is possible to use the system at a considerable distance from the operator's workstation in places where there are no communication and power lines - up to 30 km, and when using repeaters up to 120 km.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано для охраны различных подземных магистральных продуктопроводов нефтепроводов, газопроводов и т.п. Система может быть использована на удаленных от магистральных систем питания и передачи данных. Установка ЧЭ может быть выполнена на уже проложенных продуктопроводах, в том числе «щадящим» и «скрытным» методом с использованием бестраншейного способа.The proposed technical solution can be used to protect various underground trunk product pipelines of oil pipelines, gas pipelines, etc. The system can be used on remote power and data transmission systems. The installation of SE can be performed on already laid product pipelines, including the “gentle” and “secretive” methods using the trenchless method.
На рисунке фиг. 1 изображено расположение индукционного чувствительного элемента относительно одиночного трубопровода.In the figure of FIG. 1 shows the location of the induction sensing element relative to a single pipeline.
На рисунке фиг. 2 изображено расположение индукционного чувствительного элемента относительно двойного трубопровода.In the figure of FIG. 2 shows the location of the induction sensing element relative to the double conduit.
На рисунке фиг. 3 изображена функциональная схема сигнализационной маскируемой системы охраны двойного подземного магистрального трубопровода на основе магнитометрического средства обнаружения с радиоканальной передачей сигнала.In the figure of FIG. 3 is a functional diagram of a signaling masking security system for a dual underground trunk pipeline based on a magnetometric detection means with radio channel signal transmission.
На рисунке фиг. 4 изображена структурная схема подключения составных частей магнитометрического средства обнаружения.In the figure of FIG. 4 is a structural diagram of connecting components of a magnetometric detection means.
На рисунке фиг. 5 изображена структурная схема алгоритма работы блока обработки сигнала.In the figure of FIG. 5 shows a block diagram of the algorithm of the signal processing unit.
На фиг. 6 изображены временные диаграммы, поясняющие работу алгоритма блока обработки сигнала.In FIG. 6 is a timing chart illustrating the operation of the signal processing unit algorithm.
На рисунках фиг. 1-4 обозначены:In the figures of FIG. 1-4 are indicated:
1 - трубопровод;1 - pipeline;
2 - индукционный чувствительный элемент;2 - induction sensitive element;
3 - автономный источник питания (АИП);3 - autonomous power source (AIP);
4 - блок обработки сигнала (БОС) с индукционного чувствительного элемента;4 - signal processing unit (BOS) with an induction sensitive element;
5 - сегменты индукционного чувствительного элемента; 6 - коммутационный кабель;5 - segments of the induction sensitive element; 6 - patch cable;
7 - кабель питания;7 - power cable;
8 - кабель радиопередатчика;8 - a cable of a radio transmitter;
9 - подсистема передачи сигнала тревоги в составе:9 - alarm transmission subsystem consisting of:
10 - радиопередатчик (ПРД),10 - radio transmitter (PRD),
11 - антенна передающая;11 - transmitting antenna;
12 - подсистема приема сигнала тревоги в составе:12 - a subsystem for receiving an alarm consisting of:
13 - приемная антенна,13 - receiving antenna,
14 - приемная базовая станция,14 - receiving base station,
15 - автоматизированное рабочее место оператора с программно-аппаратным комплексом контроля системы.15 - an automated workstation of an operator with a software and hardware system control complex.
На рисунке фиг. 5 обозначено:In the figure of FIG. 5 is indicated:
16 - усилитель сигнала с индукционного чувствительного элемента;16 - signal amplifier with an induction sensitive element;
17 - фильтр;17 - filter;
18 - компаратор;18 - a comparator;
19 - программируемый таймер (ПТ1);19 - programmable timer (PT1);
20 - таймер обрыва (ТО);20 - cliff timer (TO);
21 - устройство формирования импульса (УФИ);21 is a pulse shaping device (UVI);
22 - устройство счетное (УС);22 - calculating device (CSS);
23 - программируемый таймер (ПТ2);23 - programmable timer (PT2);
24 - устройство анализа сигнала (У АС) с индукционного чувствительного элемента.24 - signal analysis device (AC) with an induction sensitive element.
На фиг. 6 изображены следующие временные диаграммы поясняющие работу алгоритма блока обработки сигнала:In FIG. 6 shows the following timing diagrams explaining the operation of the algorithm of the signal processing unit:
25 - входной сигнал с индукционного чувствительного элемента;25 - input signal from an induction sensitive element;
26 - сигнал с усилителя 16;26 - signal from the
27 - сигнал с фильтра 17;27 - signal from the
28 - сигнал на входе компаратора 18;28 - signal at the input of the
29 - сигнал на входе УАС 24;29 - signal at the input of
30 - выходные импульсы с выхода программируемого ПТ1 19;30 - output pulses from the output of
31 - выходной импульс с ТО 20;31 - output pulse with
32 - выходные импульсы с УФИ 21;32 - output pulses with
33 - выходные импульсы с выхода ПТ2 23;33 - output pulses from the output of
34 - выходной импульс с УАС 24;34 - output pulse from
35 - импульс сброса УС 22;35 -
36 - импульсы тревоги на выходе БОС.36 - alarm pulses at the output of the biofeedback.
Изображенная на фиг. 1-4 сигнализационная маскируемая система охраны подземных магистральных трубопроводов на основе магнитометрического средства обнаружения включает размещенный под поверхностью земли (как правило на глубине нескольких десятков сантиметров) над трубопроводом 1 индукционный чувствительный элемент 2. Как правило, это зона непосредственно над трубопроводом (трубопроводами) и по метру в сторону. Также для маскировки под поверхностью земли расположены подсистема питания (в данном случае автономный источник питания 3, но может быть выполнена и в виде магистрального кабеля), блок обработки сигнала 4 с индукционного чувствительного элемента 2, подсистема передачи сигнала тревоги 9 (в данном случае радиопередатчик, но может быть выполнена и в виде кабельной, например, оптоволоконной линии). В зоне приема сигнала тревоги (в данном случае зоне доступности радиосигнала) размещена подсистема приема сигнала тревоги 12 в составе приемной антенны 13 и приемной базовой станции 14). Как правило, там же (при условии применения ретрансляторов в центральном пункте обработки) находится автоматизированное рабочее место оператора 15 с программно-аппаратным комплексом контроля системы. Индукционный чувствительный элемент 2 выполнен в виде нечетного количества одинаковых сегментов кабеля 5 из скрученных в пару проводников, например, из провода П274-М. Попарно сегменты кабеля образуют в свою очередь одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами, применяемыми нарушителями (для подкопа и врезки, например, лопата, болгарка, сварочный аппарат и т.п.). Количество сегментов кабеля 5 практически не ограничено и определяется количеством ниток трубопровода 1. Расстояние между соседними сегментами кабеля выбирается исходя из условия работоспособности системы, т.е. достаточного превышения полезного сигнала на выходе чувствительного элемента, генерируемого при осуществлении подкопа инструментом, над уровнем естественного фона. Как показали исследования оптимальным расстояние является 0,8-1,2 м. При меньшем расстоянии использование дополнительных сегментов кабеля экономически не выгодно, а при большем расстоянии для сохранения чувствительности системы необходимо увеличивать усиление входных каскадов, что приведет к уменьшению соотношения полезный сигнал/шум, что в конечном итоге снизит обнаружительную способность всей системы в целом. Чтобы в зоне охраны образовалось необходимое количество попарно сбалансированных распределенных контуров магнитометрического датчика, сегменты кабеля индукционного чувствительного элемента 5 соединены между собой оконечными и соединительными муфтами (на рисунках не обозначены). Длина зоны обнаружения варьируется от 10 до 1000 метров. Индукционный чувствительный элемент 2 при помощи коммутационного кабеля 6 подключен к блоку обработки сигнала 4 с индукционного чувствительного элемента 2. В данном случае питание сигнализационной системы осуществляется от источника автономного электропитания 3 номинальным напряжением 24 В, который подключается к блоку обработки 4 при помощи кабеля питания 7. Для передачи сигнализационной информации на АРМ оператора 15 блок обработки сигнала 4 подключен кабелем 8 к подсистеме передачи сигнала тревоги 9. Время работы системы от автономного источника электропитания 3 составляет около 12 месяцев. Система может быть запитана и от магистральной линии электроснабжения, а передача сигнала на АРМ также может осуществляться по магистральному проводу, при их наличии. На АРМ оператора 15, при отсутствии тревог с охраняемого участка, отображается графический план прохождения трубопровода 1 и участки охраны сигнализационной системы. При появлении в зоне охраны людей производящих вскрытие поверхности грунта с последующим проведением земляных работ и врезки при помощи инструментов из металла, обладающих остаточной или наведенной намагниченностью, происходит появление электрических сигналов в индукционных датчиках, образованных сегментами кабеля 5.Depicted in FIG. 1-4, an alarm masking system for guarding underground pipelines based on a magnetometric detection means includes an
Реализация технического решения осуществляется следующим образом. Под поверхностью земли над трубопроводом 1 осуществляют прокладку сегментов кабеля индукционного чувствительного элемента 5 (предпочтительно с помощью механизированного бестраншейного способа, особенно с одновременной прокладкой нескольких кабелей, что позволяет ускорить и скрыть прокладку). Участки кабеля 5 соединяются между собой в одновитковые "8-образные" дифференциальные сигнальные датчики, образующие пространственно-распределенные контуры, чувствительные к изменению магнитного потока, вызываемого инструментами нарушителя для подкопа и врезки. Также под землей размещаются и соединяются подсистема питания (в данном случае автономный источник питания 3), блок обработки сигнала 4 и подсистема передачи сигнала тревоги 9. В зоне приема сигнала в данном случае радиосигнала) размещается подсистема приема сигнала 12 с автоматизированным рабочим местом оператора 15 с программно-аппаратным комплексом контроля системы. Электрические сигналы с индукционного чувствительного элемента 2 поступают в блок обработки сигнала 4, где происходит их усиление и фильтрация, далее электрические сигналы подаются на компаратор 18, затем в зависимости от амплитуды сигнала происходит его подача на таймер обрыва 20 или на устройство анализа сигнала 24. В случае воздействия на вход сигнала определенной длительности, происходит выдача тревоги. В УАС 24 сигнал приходит на устройство формирования импульса 21, где с помощью программируемого таймера один 19 происходит отсев сигналов с длительностью больше заданной, а затем проходят на устройство счетное 22, где происходит подсчет сигналов за промежуток времени формируемый программируемым таймером два 23. В случае накопления заданного количества сигналов за интервал времени, заданный ПТ2 23, УАС 24 выдает сигнал тревоги. Сигнал тревоги в виде размыкания контактов реле передается на радиопередатчик 10, который производит передачу тревожной информации на АРМ оператора 15. На графическом плане АРМ оператора 15 происходит выделение красным цветом участка, на котором происходит нарушение. Кроме того, нарушение целостности чувствительного элемента индицируется отдельным сообщением. При разряде батареи источника питания 3, радиопередатчик 10 посылает на АРМ оператора 15 информацию о статусе питания батареи, после чего необходимо произвести ее замену.The implementation of the technical solution is as follows. Under the surface of the earth above the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144735A RU2698426C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144735A RU2698426C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2698426C1 true RU2698426C1 (en) | 2019-08-26 |
Family
ID=67733890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144735A RU2698426C1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2698426C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036342A2 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Magal Security Systems Ltd. | A system and a method for detecting, locating and discerning an approach towards a linear installation |
| RU2276410C1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Дедал" - дочернее предприятие Государственного унитарного предприятия "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Magnetometric device for intruder alarm |
| RU73992U1 (en) * | 2008-02-20 | 2008-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственный Комплекс "Дедал" | MASKABLE MONITORING SYSTEM FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND MAIN PIPELINES |
| RU81357U1 (en) * | 2008-12-04 | 2009-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Полюс-СТР" | UNIVERSAL ALARM SYSTEM |
| RU2011110151A (en) * | 2011-03-17 | 2012-09-27 | Иванов Виталий Викторович (RU) | ACTIVE MAGNETOMETRIC SECURITY ALARMS |
-
2018
- 2018-12-18 RU RU2018144735A patent/RU2698426C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036342A2 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Magal Security Systems Ltd. | A system and a method for detecting, locating and discerning an approach towards a linear installation |
| RU2276410C1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-10 | Государственное унитарное предприятие "Дедал" - дочернее предприятие Государственного унитарного предприятия "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Magnetometric device for intruder alarm |
| RU73992U1 (en) * | 2008-02-20 | 2008-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственный Комплекс "Дедал" | MASKABLE MONITORING SYSTEM FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND MAIN PIPELINES |
| RU81357U1 (en) * | 2008-12-04 | 2009-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Полюс-СТР" | UNIVERSAL ALARM SYSTEM |
| RU2011110151A (en) * | 2011-03-17 | 2012-09-27 | Иванов Виталий Викторович (RU) | ACTIVE MAGNETOMETRIC SECURITY ALARMS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АГИНЕЙ Р.В. и др.: "Моделирование магнитных аномалий при проведении магнитометрического контроля трубопроводов с поверхности", ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА, 2013, 1(35). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100141276A1 (en) | Method for detecting unauthorized access | |
| US4600356A (en) | Underground pipeline and cable detector and process | |
| KR101173592B1 (en) | System of detecting damaged position with protecting damage for underground pipes and operating method thereof | |
| CN104254788B (en) | Buried facility detection | |
| CN111179529A (en) | Power cable prevents destroying early warning system | |
| WO2009022286A2 (en) | Monitoring system and method | |
| CN107861134A (en) | Based on the Big Dipper, distribution type fiber-optic and the steel tower of radar detection real-time monitoring system | |
| RU2703353C1 (en) | Mobile system for guarding an extended linear object from unauthorized actions on local areas of terrain in the presence of nearby overhead power lines | |
| CN106297122B (en) | Security protection wall and detector | |
| CN107424369A (en) | A kind of optic cable vibration sensor alarm of low rate of false alarm | |
| KR101562625B1 (en) | Detection system for detecting of specipic position of underground pipe and method thereof | |
| CN106285191B (en) | Perimeter security protection network and perimeter security means of defence | |
| CN102289904B (en) | Intrusion detection method and system | |
| CN206833669U (en) | A kind of slope geological monitoring and warning system | |
| CN104374466B (en) | Optical fiber vibration real-time monitoring and alarming system for roadbed collapse | |
| RU2698426C1 (en) | Signaling camouflaging system for protection of underground main pipelines based on magnetometric detection means and a method of detecting unauthorized access thereto | |
| RU73992U1 (en) | MASKABLE MONITORING SYSTEM FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND MAIN PIPELINES | |
| RU2541129C2 (en) | Vibrometric system for monitoring extended security boundaries | |
| CN203868703U (en) | Pipeline monitoring system based on meshed optical fiber sensor | |
| CN202748897U (en) | Practical armored cable shielding layer detection device | |
| CN211237053U (en) | Power cable prevents destroying early warning system | |
| CN111830580B (en) | Mine water inrush vertical electric source TEM real-time monitoring system | |
| US3967262A (en) | Line integrated combination magnetic and strain line sensor | |
| CN203810062U (en) | Pipeline optical fiber warning linkage system | |
| CN206991492U (en) | A kind of optic cable vibration sensor alarm of low rate of false alarm |