Защита прибрежных зон стратегических предприятий связкой радаров раннего обнаружения и дальнобойных тепловизионных комплексов

Охрана прилегающих водных акваторий вокруг атомных электростанций и стратегических объектов энергетической инфраструктуры требует безотказного круглосуточного контроля обширных открытых пространств, где невозможно возвести физические инженерные заграждения. Водная гладь подвержена постоянному ветровому волнению, сезонным туманам, снегопадам и солнечным бликам, которые критически снижают эффективность стандартных камер видимого диапазона. При этом потенциальные нарушители на скоростных маломерных катерах, моторных лодках или гидроциклах способны преодолевать километровые буферные зоны за считанные минуты, что не оставляет операторам времени на ручной поиск целей путем последовательного панорамирования камер.

Для организации непрерывного автоматизированного прикрытия водных рубежей в круглосуточном режиме на объекте Госкорпорации «Росатом» внедрен интегрированный аппаратно-программный комплекс от российского производителя KARNEEV SYSTEMS. Решение объединило радиолокационные станции раннего обнаружения с дальнобойными стационарными поворотными тепловизорами серии KS M-100 в единую контурную систему: радар в автоматическом режиме засекает пространственные координаты вторжения, а оптико-электронная платформа за 1 секунду разворачивается в указанный сектор, предоставляя дежурной смене детальное тепловизионное и оптическое изображение нарушителя и его действий.

Разделение задач между радиолокационным и оптическим рубежами

Попытки построить охрану большой акватории исключительно на оптических или только на радиолокационных средствах неизбежно наталкиваются на физические ограничения каждого из методов. Радиолокационная станция способна одновременно отслеживать десятки надводных целей на большой площади независимо от освещенности, тумана или плотной облачности, точно вычисляя дальность, азимут и скорость объекта. Однако на экране оператора радарная отметка выглядит лишь как безликая координатная точка, по которой невозможно достоверно определить класс плавсредства, количество людей на борту и характер их намерений.

В свою очередь, длиннофокусные тепловизионные и телевизионные камеры формируют информативную визуальную картину, но при работе с большим фокусным расстоянием обладают узким углом поля зрения. Самостоятельное сканирование многокилометровой водной дуги узким лучом камеры приводит к образованию временных слепых зон. Объединение двух технологий в единый алгоритмический цикл полностью устраняет этот компромисс: РЛС обеспечивает сплошное всепогодное поле первичного обнаружения, а поворотный тепловизор работает в режиме прицельного верификатора и инструмента автосопровождения.

Скоростное целеуказание и прецизионная кинематика наведения

При пересечении надводным объектом границы контролируемой зоны радиолокационная станция автоматически передает рассчитанные координаты нарушителя в систему управления поворотным устройством комплекса KARNEEV KS M-100. Опорно-поворотная платформа обеспечивает непрерывное круговое вращение по горизонтали на 360 градусов без мертвых углов и наклон в вертикальной плоскости в диапазоне от минус 90 до плюс 90 градусов. Диапазон угловых скоростей привода от 0,01 до 30 градусов в секунду позволяет совмещать быстрые переброски оптической оси при смене целей с плавным безударным слежением на предельных дальностях.

Благодаря прямой аппаратной интеграции время реакции комплекса на тревогу РЛС не превышает 1 секунды. При этом кинематика редуктора гарантирует повторяемость и точность позиционирования на уровне 0,01 градуса: это критически важно при наблюдении на дистанциях до 7000 метров, где угловая погрешность даже в десятую долю градуса уводит объект из кадра длиннофокусного объектива. Как только цель попадает в поле зрения, встроенная аналитика активирует функцию автоматического трекинга, удерживая движущееся плавсредство или человека в центре экрана без ручного вмешательства оператора.

Характеристики тепловизионного и дневного каналов серии KS M-100

Тепловизионный канал комплекса KS M-100 построен на базе неохлаждаемого микроболометрического детектора с физическим разрешением матрицы 640х512 либо 1280х1024 пикселей, шагом пикселя 17 мкм и высокой температурной чувствительностью на уровне 35 мК. Формирование тепловой картины с частотой 25 кадров в секунду осуществляется через светосильный атермальный германиевый объектив с фокусным расстоянием 100 мм (в младшей модификации серии используется оптика 75 мм). Атермализация оптической схемы исключает расфокусировку изображения при резких суточных перепадах температуры окружающего воздуха на побережье.

В едином корпусе с тепловизором размещена дальнобойная оптическая видеокамера видимого диапазона на базе КМОП-сенсора формата 1/2,8 дюйма с разрешением 2, 4 или 8 мегапикселей. В зависимости от проектной спецификации камера комплектуется моторизованным трансфокатором с оптическим увеличением 30х, 42х, 50х, 58х, 68х или 90х и максимальным фокусным расстоянием до 540 мм. Поддержка аппаратного широкого динамического диапазона WDR, автоматической фокусировки, отсекающего ИК-фильтра и прогрессивного сканирования позволяет детально фиксировать бортовые номера катеров и лица людей даже на фоне ярких солнечных бликов от воды. При необходимости комплекс дооснащается лазерным дальномером, прожектором белого света или инфракрасным осветителем.

Эксплуатационная стойкость и интеграция в контур безопасности

Прибрежная зона атомных станций отличается повышенной влажностью, ветровыми нагрузками и обледенением конструкций в зимний период. Комплекс KS M-100 рассчитан на непрерывную уличную эксплуатацию при температурах от минус 50 до плюс 50 градусов Цельсия и питается от сети постоянного тока 24 В. Система оснащена функцией безопасного холодного старта на сильном морозе и встроенным стеклоочистителем для удаления капель дождя, брызг и снега с защитных окон объективов.

Передача сжатых видеопотоков в форматах H.265, H.264 и MJPEG, а также прием команд телеметрии осуществляются по сетевому интерфейсу Ethernet RJ-45 с поддержкой открытых протоколов ONVIF и RTSP, при сохранении опционального аналогового выхода PAL и интерфейса RS-485 (протоколы Pelco-D/DE) для сопряжения со специализированной автоматикой. Практическая эксплуатация связки РЛС и тепловизоров KS M-100 на объекте Госкорпорации «Росатом» обеспечила мгновенную визуальную верификацию любых тревожных событий на воде за 1 секунду, исключив слепые зоны и обеспечив надежную круглосуточную защиту периметра со стороны акватории.

Кратко о проекте

Заказчик: Госкорпорация «Росатом»
Отрасль: Атомная энергетика, защита критически важных объектов инфраструктуры
Объект внедрения: Водная акватория, прилегающая к территории атомной электростанции
Технологическое решение: Интегрированный комплекс из радиолокационных станций раннего обнаружения и стационарных поворотных тепловизоров KARNEEV серии KS M-100
Конструктивные особенности: Дальность наблюдения до 7000 м, неохлаждаемый микроболометр 640х512 / 1280х1024 (17 мкм, 35 мК, 25 Гц), атермальный объектив 100 мм, дневная камера 2/4/8 Мп с зумом до 90х (фокус до 540 мм), точность позиционирования 0,01 градуса, диапазон температур от -50 до +50 °C
Ключевые результаты: Круглосуточный автоматический мониторинг акватории в режиме 24/7, реакция и наведение на координаты нарушителя в течение 1 секунды, синхронная тепловизионная и оптическая верификация действий нарушителя

Компания:  Karneev Systems