Охрана периметра промышленного предприятия. Противодействие БПЛА

Системы подавления БПЛА на территории промышленных предприятий необходимы для обеспечения защиты от несанкционированного сбора информации, нанесения физического ущерба. О том, как это работает, мы и поговорим в этой статье.

В общей структуре комплекса систем безопасности предприятия систему оповещения о приближении беспилотного летательного аппарата (БПЛА), дрона, квадрокоптера можно отнести к системе охранной сигнализации верхней полусферы периметра предприятия.

Промышленные предприятия имеют различную специфику производства, разные размеры производственных площадок. В некоторых районах их количество больше. Предполагаемая регулярность негативного воздействия с воздуха и другие условия влияют на выбор систем оповещения, мест их размещения, специфику комплекса противодействия.

Система обнаружения БПЛА на базе РЛС

На крупных промышленных предприятиях устанавливают системы оповещения о приближении БПЛА кругового или секторного обзора.

Данные комплексы состоят из всепогодной радиолокационной станции (РЛС), тепловизионной поворотной видеокамеры визуального сопровождения цели. Для воздействия на БПЛА комплекс оснащается направленным постановщиком радиопомех.

Важный фактор эффективного противодействия воздушной угрозе – время c момента обнаружения неизвестного дрона до его подлета к проекции периметра ограждения предприятия. Чем раньше обнаружен потенциально опасный воздушный объект, тем больше времени у дежурного оператора на выбор варианта решения проблемы и организацию "ответной реакции".

Система обнаружения должна иметь минимальное количество сигналов тревог по ложным целям, таким как птицы, воздушные шары, атмосферные осадки. Кроме этого, необходимо минимизировать помехи засветки от земли, зданий, Солнца, постановщиков помех – это требует сложного алгоритма обработки.

В целом РЛС должна быть надежной, максимально автономной, ремонтопригодной. Удаленное рабочее место оператора должно быть защищено от средств поражения РЛС.

Развитие и распространение БПЛА

Успешное развитие электроники привело к миниатюризации и удешевлению электронных компонентов. Каждый из нас это замечал, периодически обновляя свой сотовый телефон. Появились эффективные источники питания. В промышленных масштабах стали выпускаться неодимовые магниты. Результатом стало массовое развитие малогабаритных беспилотных летательных аппаратов, включая квадрокоптеры.

Спектр гражданского применения малых БПЛА велик, а полученная экономия от внедрения БПЛА в некоторых отраслях достигает 200% по сравнению с традиционными методами достижения аналогичного результата.

Основная часть беспилотников задействована для аэрофотосъемки, например в геодезии при определении границ участков, в строительстве для контроля его этапов. В сельском и лесном хозяйствах с помощью дронов отслеживают границы и состояние угодий, определяют состояние культур, проводят обработку посевов гербицидами. Беспилотники помогают создавать объемные карты при разработке карьеров.

Энергетики используют дроны для контроля состояния линейных объектов – линий электропередач и путепроводов. Службы МЧС с помощью беспилотников мониторят распространение лесных пожаров, оперативно оценивают последствия стихийных бедствий, ведут поиски пропавших людей.

В некоторых странах крупные интернет-магазины уже используют дроны для доставки легких грузов – это дешевле привлечения к работе курьера.

По прогнозам, через 10 лет мировой рынок дронов вырастет в пять раз, с нынешних 12 млрд до 60 млрд долларов.

Типы БПЛА, представляющие угрозу промышленным предприятиям

Классифицируют огромную флотилию БПЛА по многим критериям: взлетной массе, дальности полета, конструктиву, полезной нагрузке, типу двигателя, производителю, диапазону рабочих частот.

Для общего понимания достаточно разделить БПЛА на три группы: легкие, средние и тяжелые.

Легкие БПЛА

Составляют большую часть эксплуатируемых квадрокоптеров, их вес составляет 0,1–5 кг. Такие аппараты в любое время суток способны собирать визуальную информацию о текущем состоянии предприятия, выпускаемой продукции, используемых технологиях, отслеживать организацию охраны предприятия, перемещение товарно-материальных ценностей (ТМЦ) и сотрудников, заниматься поиском критически важных объектов и определением их точных координат. Не стоит исключать сбор информации внутри производственных корпусов и организацию кратковременных сбоев в работе беспроводных сетей передачи данных.

Средние БПЛА

Отличаются от легких большей грузоподъемностью, способны переносить на значительные расстояния грузы в 5–30 кг.

В производстве такие аппараты дороже, а в эксплуатации сложнее. Все их составляющие, включая АКБ, мощнее и тяжелее. Сам аппарат намного заметнее в воздухе. Такие дроны способны вывести из строя технологическое оборудование, уничтожить транспортное средство, повредить здание и открытые коммуникации, стать причиной групповых смертельных случаев на производстве.

Тяжелые БПЛА

К тяжелым БПЛА относят аппараты, способные переносить груз, сопоставимый с весом человека. Такие дроны незначительно отличаются от легкомоторных самолетов в плане сложности производства и стоимости. Их негативное воздействие на объект соизмеримо с воздействием на объект крылатой ракеты. Прилет с боевой нагрузкой приводит к полному разрушению незащищенного объекта средних размеров.

Тяжелые БПЛА используются для вывода из строя слабозащищенных объектов топливной и логистической инфраструктуры.

Устройство БПЛА типа "квадрокоптер"

Какого бы размера ни был квадрокоптер, устройство и принцип его работы идентичны.

Основные компоненты:

• бесщеточный электродвигатель с неодимовыми магнитами – 4 шт.;
• силовые MOSFET-транзисторы в плате управления двигателями – 32 шт., по восемь штук на каждый двигатель;
• микроконтроллеры типа Atmega-32 (4 шт.) для управления каждым мотором и один контроллер в плате управления всей системой;
• микросхема твердотельного много осевого гирокомпаса;
• литиевая аккумуляторная батарея;
• малогабаритная видеокамера – основная и самая распространенная нагрузка для всех типов беспилотников;
• спутниковый GPS-приемник (для надежности его могут дублировать);
• система беспроводной передачи видеоданных с камеры и приема данных управления квадрокоптером.

Структурная схема управления квадрокоптером состоит из геостационарных спутников, оператора БПЛА и пульта управления, самого аппарата, трех беспроводных каналов связи между ними.

По первому радиоканалу поступают сигналы от спутников GPS. Второй служит для приема команд управления от пульта оператора. Третий радиоканал необходим для отправки видеопотока видеокамеры квадрокоптера в сторону приемника оператора. Квадрокоптеры FPV не нуждаются в канале связи с GPS-спутниками.

Принцип работы блока подавления радиоканалов

Система подавления основана на воздействии радиопомехой на приемные системы квадрокоптера. Воздействие блокирует квадрокоптер на выполнение команд удаленного оператора БПЛА. Например, квадрокоптеры компании DJI чаще всего при потере связи с оператором начинают набор высоты. Набрав безопасную высоту, они летят в сторону точки старта, реже могут совершить посадку либо зависнуть в воздухе на непродолжительное время. При невозможности получить сигнал от спутников дрон начинает посадку – так заложено в его основной программе. Если ввести помеху только в канал передачи видео, то дрон "ослепнет".

Локальное воздействие на опасный квадрокоптер можно оказывать с помощью переносного антидронового ружья. Типовое антидроновое ружье излучает направленную радиопомеху в направлении БПЛА в трех диапазонах частот: 1,56–1,62, 2,4 и 5,6 ГГц. Первый диапазон – частоты приема сигналов GPS, второй канал управления и диапазон 5,6 ГГц часто используют для организации канала передачи видео. Мощность излучения радиопомехи 10 Вт в первых двух диапазонах и5 Вт в третьем. Такой "глушилкой" при хороших условиях возможно подавить радиоканал дрона на расстоянии до 1 км.

Как и в любом деле, здесь есть свои тонкости. На результат подавления радиоканалов влияют точность совпадения частот, взаимное совмещение направленности антенн, идентичность поляризаций, выбор типа модуляции, подбор маски спектра. Важное условие эффективного подавления – "глушилка" должна создать во входном каскаде радиоприемника квадрокоптера превышение уровня помехи над уровнем сигнала. Например, антенна GPS квадрокоптера наиболее эффективна в верхнем направлении, на спутники. С земли невозможно добиться идеального совмещения направленности антенн. Для достижения эффекта необходимо увеличивать мощность помехи либо работать на коротких дистанциях.

У антидронового ружья есть плюсы: прибор относительно прост и дешев. Есть и минусы: оно не сигнализирует о приближении дрона, не проводит его идентификацию, требует зарядки аккумуляторов, воздействует на работу радиоустройств смежных частот. Так как полностью отсутствует автоматизация, успех в работе по подавлению радиоканалов зависит от опытности оператора и везения. Везения, потому что прибор не эффективен для дронов, работающих в других диапазонах частот.

Схема взаимодействия оператора и дрона

Размещение средств подавления БПЛА на территории предприятия

Перечислим требования к оборудованию и эксплуатации систем обнаружения и подавления БПЛА на примере малого предприятия:

• радиус действия должен перекрывать всю территорию;
• отсутствие мертвых зон (даже высокие трубы, отбрасывая тень, способны ухудшить сигнал);
• максимальная автономность работы;
• способность быстро идентифицировать цель;
• минимальное время реакции на угрозу;
• возможность блокирования БПЛА на подлете;
• универсальность (возможность интеграции в систему видеонаблюдения, в систему охраны периметра и передачи данных о БВС в Росгвардию);
• адекватная стоимость;
• минимальное обслуживание;
• определение места старта квадрокоптера, место работы оператора;
• прогнозирование угроз с воздуха, что позволит действовать на опережение.

Общие рекомендации по системе обнаружения и минимизации ущерба от БПЛА

1. Модуль обнаружения должен состоять из всепогодной радиолокационной станции, тепловизионной видеокамеры и системы видеосопровождения. Он должен обеспечивать полусферическую диаграмму обзора.
2. Модуль сигнализирует о входе БПЛА в контролируемую зону и указывает текущее местоположение. Параллельно ведется запись трека всего маршрута движения в зоне наблюдения.
3. Модуль должен идентифицировать БПЛА, в том числе и по принципу "свой – чужой".
4. Модуль должен иметь количественный запас возможности обнаружения нескольких целей одновременно, ведь атаковать промышленный объект может целый рой дронов.
5. Помимо функции обнаружения, модуль должен обладать системой реагирования, например перехватом с помощью узконаправленного излучателя в том диапазоне, в котором работает система БПЛА. В более серьезных случаях может использоваться лазерное или микроволновое подавление. Идеальный вариант для перехвата квадрокоптера-нарушителя – ответный запуск дронов с заграждающими сетками, при этом минимизируется воздействие на средства связи.
6. Рабочее место оператора должно быть информативным и в то же время не нагружать человека действиями по настройке системы.
7. Для урегулирования возможных претензий от собственника дрона автоматическое или ручное принятие решения о подавлении должно быть оформлено в виде протокола инцидента (акта о нарушении) с указанием всех доступных данных о инциденте и обоснованием решения прервать полет данного БПЛА.
8. Необходимо качественное юридическое сопровождение подобных инцидентов.

Размещение критических объектов промышленных предприятий требуется производить с учетом опасности поражения БПЛА. Для ранее введенного в эксплуатацию оборудования рекомендована дополнительная защита бетонными блоками и защитными экранами. Для создания препятствия в полете поможет постановка сеточного ограждения, применение маскировки и создание ложных целей затруднит сбор информации о объекте. Перечисленные способы эффективны в защите от атак малых и средних БПЛА.

1. Электродвигатели с неодимовыми магнитами – 4 шт.
2. Силовые ключи на MOSFET-транзисторах – 32 шт.
3. Малогабаритные микроконтроллеры – 5 шт.
4. Твердотельный гирокомпас.
5. Спутниковый GPS-приемник.
6. Литиевая аккумуляторная батарея.
7. Малогабаритная видеокамера.
8. Радиоканал передачи данных на частотах свыше 2 ГГц.

Состав БПЛА типа квадрокоптер

Правовые ресурсы

1. Порядок использования воздушного пространства Российской Федерации, в том числе и беспилотными воздушными судами, установлен Федеральными правилами использования воздушного пространства Российской Федерации, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 11.03.2010 г. № 138.
2. Постановление Правительства РФ от 21.06.2023 № 1016 "О внесении изменений в Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации и признании утратившими силу отдельных положений Постановления Правительства Российской Федерации от 03.02.2020 г. № 74".
3. Федеральный закон от 04.07.2023 г. № 440-ФЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации".

Иллюстрации предоставлены автором

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 1/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Фото: ru.freepik.com