Optoelektroniczny system do ochrony granicy rzecznej

RiverGuard to jeden z zakończonych w minionym roku projektów wdrożeniowych współfinansowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Głównym celem projektu na rzecz obronności i bezpieczeństwa państwa pt. „Perymetria na obszarach podmokłych, przybrzeżnych i rzekach” było usprawnienie i podniesienie poziomu zabezpieczenia granicy państwowej, a tym samym zwiększenie bezpieczeństwa wewnętrznego kraju i strefy Schengen.

„Ochrona perymetryczna polega na rozmieszczeniu czujników na terenie zewnętrznym i ma na celu uzyskanie informacji o wejściu intruza na obszar chroniony” – tłumaczy dr hab. inż. Norbert Pałka z Wojskowej Akademii Technicznej. Jako lider projektu WAT był odpowiedzialny za zastosowanie kamer i większości czujników, wykorzystanie do analizy obrazu sieci neuronowych, opracowanie koncepcji działania systemu oraz jego testy w dzikim terenie przygranicznym położonym nad rzeką Bug.

Perymetryczny system magnetyczny to urządzenie opracowane przez Akademię Marynarki Wojennej. Jest ono układem sensorycznym analizującym zmiany pola magnetycznego działającego na zastosowane w nim czujniki. Wykrywają one odchyłki pola magnetycznego oraz fakt fizycznego oddziaływania na czujnik. Pole magnetyczne ziemi, stanowiące tło dla czujnika, może być zakłócone poprzez ingerencje dużych obiektów poruszających się bezpośrednio nad czujnikiem. Efekt ten jest spotęgowany, gdy nad czujnikami poruszają się duże elementy metalowe, takie jak samochód lub łódź z silnikiem. Czujniki są ze sobą połączone w odcinkach dziesięciometrowych i mogą tworzyć nawet odcinek 100 metrowy. Układ może pracować zarówno w warunkach lądowych, podmokłych jak i pełnego zanurzenia.

OPTOELEKTRONICY KONTRA PRZEMYTNICY

Wschodnia granica Unii Europejskiej często przebiega przez dzikie, kręte i meandrujące rzeki położone w trudno dostępnych, zalesionych lub górzystych terenach. Takie położenie ma np. rzeka Bug w Polsce czy Prut w Rumunii. Podmokłe brzegi tych rzek są porośnięte drzewami i krzewami, a poziom wody może się znacznie zmieniać.

Rzeki, które stanowią naturalną granicę, są miejscem częstego przemytu ludzi, narkotyków i papierosów na teren UE. Ze względu na znaczną różnicę cen, przemyt papierosów jest szczególnie częstym przypadkiem, który powoduje duże straty finansowe. Przemyt taki odbywa się najczęściej z wykorzystaniem kilkumetrowych nadmuchiwanych łodzi, na których 1-2 osoby przewożą paczki. Paczki są odbierane z łodzi przez osoby znajdujące się na brzegu i natychmiast chowane w krzakach w celu późniejszego odbioru.

PERYMETRYCZNA OCHRONA GRANICY

RiverGuard może zapobiec przemytowi towaru lub nielegalnemu przekroczeniu granicy państwowej przez przepłynięcie rzeki wpław lub przy użyciu pontonu oraz przemytowi metodą „na wędkę". System wykrywa zdarzenia zarówno na wodzie, jak i na brzegu, w terenie suchym i podmokłym. Sygnały z czujek przesyłane są do systemu integrującego w czasie rzeczywistym i następnie obrazowane na stanowisku operatora. Ze względu na trudne warunki środowiskowe, w których ma działać system, zastosowano nadmiarowość czujek i koincydencję alarmów. Dzięki temu sygnał alarmu jest generowany z dużym prawdopodobieństwem przy jednoczesnej redukcji alarmów fałszywych, które w tych warunkach mogą być generowane przez wiele czynników.

MOBILNY PUNKT PERYMETRYCZNY

W ramach prac projektowych wykonany został Mobilny Punkt Perymetryczny (MPP) jako modułowa przyczepka, która pozwala na rozstawienie masztu obserwacyjnego wraz z zainstalowanymi na nim czujnikami w dowolnym miejscu bez konieczności doprowadzania zasilania, a jedynie ustawienie radiolinii do komunikacji z centrum nadzoru.

Opracowany przez firmę Vortex radar perymetryczny wykrywa drony, ludzi i samochody w odległości do 1 km, oddalone od radaru o co najmniej 100 metrów. Namiernik sygnałów radiowych składa się z czterech anten, odbiornika i komputera ze specjalnie opracowaną na potrzeby systemu aplikacją. Detektor sygnałów radiowych wykrywa transmisję z telefonów komórkowych.

W systemie wykorzystano kamery termowizyjne, jak i wizyjne zarówno do obserwacji obszaru chronionego, jak i do wykrywania poruszających się obiektów w polu widzenia, tzw. kamery z analitykami obrazu.

Sercem systemu jest jednostka integrująca umieszczona w skrzyni w mobilnym punkcie perymetrycznym, która pozwala na zdalny dostęp do ustawień czujników podłączonych do systemu, zarządza pracą wszystkich elementów systemu, analizuje przychodzące informacje, wypracowuje sygnał alarmu i zapisuje zdarzenia alarmowe. Oprogramowanie wytworzone w projekcie pozwala na przetwarzanie, analizę oraz wizualizację zdarzeń wykrytych przez poszczególne czujniki systemu.

Do inteligentnej analizy obrazów z kamery termalnej i wykrycia obiektów zastosowano sieci neuronowe. Na początku, w przedstawionych wcześniej warunkach testowych wykonano kamerą termalną serię zdjęć obiektów (chodzących ludzi i ludzi płynących w pontonie), które posłużyły do nauki sieci neuronowych. Działanie polegające na automatycznym wykrywaniu wybranych obiektów, sprawdzono w warunkach polowych.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

kol/ agt/