Круглосуточный дальний тепловизионный видеоконтроль и лазерная дальнометрия периметра атомной электростанции на дистанциях до 20 километров

Обеспечение физической защиты объектов атомной энергетики требует построения глубоко эшелонированных рубежей контроля, выходящих далеко за пределы непосредственного ограждения промышленной площадки. Специфика стратегических энергетических предприятий заключается в том, что службы безопасности не могут ограничиваться фиксацией нарушителя в момент пересечения периметрального забора: потенциальные угрозы на сухопутных и водных подступах к станции необходимо выявлять на удалении в несколько километров, чтобы у групп быстрого реагирования оставался достаточный запас времени на перехват. При этом классические камеры видимого диапазона со стандартной оптикой теряют эффективность в ночные часы, а также во время плотного тумана, снегопада, задымления или проливного дождя.

Для организации всепогодного раннего обнаружения и точной координатной привязки целей на дальних рубежах одного из объектов Госкорпорации «Росатом» специалисты российского разработчика и производителя KARNEEV SYSTEMS спроектировали и ввели в эксплуатацию дальнобойный поворотный мультисенсорный комплекс KARNEEV серии М. Решение объединило на единой платформе тепловизионный канал с девятикратным оптическим трансфокатором, дальнобойную телевизионную камеру видимого спектра с пятидесятикратным увеличением и импульсный лазерный дальномер, способный измерять расстояние до объектов на дистанциях до 20 километров. Передача видео и телеметрии по оптоволоконным магистралям в сочетании с управлением через отказоустойчивый серверный кластер с двойным резервированием обеспечили непрерывность круглосуточного видеоконтроля.

Инженерные вызовы сверхдальнего видеоконтроля на объектах атомной отрасли

Проектирование системы наблюдения для внешней зоны безопасности атомной электростанции поставило перед инженерами жесткий перечень тактико-технических требований. Во-первых, комплекс должен был вести круглосуточный визуальный и тепловой осмотр открытых пространств на многокилометровом удалении, где угловые размеры человека, лодки или автомобиля составляют малые доли угла поля зрения. Во-вторых, от оператора требовалось не просто заметить тепловое пятно на горизонте, но и мгновенно получить точную дистанцию до цели для передачи целеуказания мобильным нарядам охраны. В-третьих, при обнаружении движущегося объекта система должна была самостоятельно удерживать его в перекрестии визира в режиме автоматического сопровождения, освобождая дежурного от ручного подруливания джойстиком.

Особое внимание при проектировании уделялось аппаратной отказоустойчивости и климатической выносливости всех звеньев комплекса. Архитектура серверного ядра и каналов передачи данных на объекте атомной энергетики не допускала наличия единой точки отказа: выход из строя любого вычислительного узла или канала связи не должен был приводить к прерыванию видеопотока на центральном посту наблюдения, а все уличные и инфраструктурные узлы рассчитывались на круглогодичную работу при резких сезонных перепадах погоды.

Мультисенсорная платформа KARNEEV серии М с лазерным дальномером на 20 километров

Основу развернутого рубежа составил специализированный поворотный тепловизионный комплекс наблюдения KARNEEV серии М, спроектированный для непрерывного круглосуточного патрулирования больших территорий. В герметичном термостатированном корпусе опорно-поворотного устройства размещены три синхронизированных оптико-электронных инструмента, работающих в различных спектральных диапазонах и дополняющих друг друга при смене погодных условий и освещенности.

Первым основным инструментом выступает высокочувствительный тепловизионный модуль, укомплектованный моторизованным германиевым объективом с девятикратным оптическим увеличением и максимальным фокусным расстоянием до 230 миллиметров. Широкий угол обзора на минимальном фокусе позволяет оператору быстро сканировать протяженные участки горизонта и моментально выявлять теплоконтрастные объекты — людей, автотранспорт или плавсредства — на фоне остывшего грунта, леса или водной глади в полной темноте и сквозь дымку. При обнаружении подозрительной тепловой сигнатуры девятикратный трансфокатор плавно приближает участок сцены, позволяя детально рассмотреть контуры цели на многокилометровой дистанции.

Вторым каналом служит дальнобойная телевизионная камера видимого диапазона разрешением Full HD, оснащенная мощным объективом с пятидесятикратным оптическим увеличением. В светлое время суток и при хорошей прозрачности атмосферы пятидесятикратный зум обеспечивает визуальное распознавание мелких деталей: государственных регистрационных знаков транспорта, экипировки людей и бортовых номеров катеров. Третьим ключевым элементом полезной нагрузки стал встроенный лазерный дальномер с предельной дальностью действия до 20 километров. По команде оператора лазерный излучатель направляет безопасный для зрения импульс в точку прицеливания и по времени возврата отраженного луча с высокой точностью вычисляет фактическое расстояние до обнаруженного объекта.

Оптоволоконная магистраль, двойное резервирование серверов и рабочее место оператора

Для защиты видеопотоков и команд телеметрии от электромагнитных помех и грозовых наводок на протяженных трассах передача информации от поворотной платформы к центральному посту безопасности организована по выделенным волоконно-оптическим линиям связи. Все инфраструктурные и сетевые устройства комплекса выполнены в промышленном климатическом исполнении с рабочим диапазоном температур от -50 до +50°C, что гарантирует стабильную пропускную способность магистрали как в сильные морозы, так и в летнюю жару.

Центральное звено управления построено на отказоустойчивом серверном комплексе с архитектурой двойного аппаратного резервирования. Два идентичных сервера работают в синхронном кластере: в случае малейшего сбоя основного узла резервный сервер мгновенно, без разрыва сессии и потери кадров архива, перехватывает управление поворотным устройством, запись видеопотоков и обработку данных лазерного дальномера. Такая схема полностью отвечает строгим стандартам непрерывности функционирования систем физической защиты на объектах атомной энергетики.

Автоматизированное рабочее место дежурного оператора спроектировано с учетом эргономики длительного визуального наблюдения. Пост оснащен специализированным пультом управления с прецизионным трехкоординатным джойстиком и двумя выделенными профессиональными мониторами стандарта Full HD. На первый экран непрерывно выводится термограмма с тепловизионного канала, а на второй — детализированная цветная картина с дневной пятидесятикратной видеокамеры. Оператор с помощью джойстика плавно наводит платформу на интересующий сектор, регулирует кратность оптического приближения обоих объективов, выполняет замер дистанции лазерным дальномером и одной клавишей активирует алгоритм автоматического сопровождения. После захвата цели интеллектуальный трекер самостоятельно управляет приводами поворотного устройства, непрерывно удерживая движущийся объект в центре кадра и фиксируя всю доказательную базу в защищенный архив.

Кратко о проекте

Заказчик и отрасль: Объект атомной энергетики Госкорпорации «Росатом» (энергетическая и критически важная инфраструктура).
Разработчик и поставщик решения: Российская компания KARNEEV SYSTEMS.
Ключевая задача: Организация круглосуточного всепогодного тепловизионного и визуального видеоконтроля на дальних подступах к атомной станции с точным измерением расстояния до целей и их автоматическим сопровождением.
Примененное оборудование: Поворотный мультисенсорный тепловизионный комплекс KARNEEV серии М, отказоустойчивый серверный кластер, промышленное оптоволоконное сетевое оборудование и двухмониторный пульт оператора.
Характеристики оптико-электронных каналов: Тепловизор с 9-кратным оптическим трансфокатором (фокусное расстояние до 230 мм), дневная камера Full HD с 50-кратным оптическим увеличением, встроенный лазерный дальномер на дистанцию до 20 км.
Инфраструктура и надежность: Волоконно-оптические линии связи, сервер управления с двойным резервированием, промышленный диапазон рабочих температур всех инфраструктурных и сетевых устройств от -50 до +50°C.
Достигнутый результат: Обеспечен непрерывный всепогодный контроль дальних рубежей станции с получением четкого изображения Full HD днем и ночью, мгновенным замером дистанции до 20 километров и автоматическим удержанием движущихся целей.

Компания:  Karneev Systems