Войти
Бумеранг локатор стрельбы, используемый британскими войсками в Афганистане 
Схема детектора стрельбы A локатор стрельбы или система обнаружения огнестрельного оружия - это система, которая определяет и сообщает местоположение стрельбы или другого оружия с помощью акустических, оптических или потенциально других типов датчиков, а также комбинации таких датчиков. Эти системы используются правоохранительными, службами безопасности, военными и предприятиями для определения источника и, в некоторых случаях, направления стрельбы и / или типа выпущенного оружия. Большинство систем имеют три основных компонента:
Системы, используемые в городских условиях, объединяют географическую информационную систему, поэтому на дисплее отображается карта и адрес места каждого происшествия.
Определение происхождения стрельбы по звуку было задумано до Первой мировой войны, где оно было впервые использовано в оперативных целях (см.: Артиллерийская звуковая дальность ).
В 1990 году в качестве отправной точки был использован уникальный алгоритм: Metravib Defense в сотрудничестве с Délégation Générale pour l'Armement (DGA) - французским агентством оборонных закупок - изучили акустическую сигнатуру. подводных лодок. DGA Section Technique de l'Armée de Terre (STAT), инженерный отдел французской армии, впоследствии поручил Метравибу Д. найти решение для обнаружения выстрелов, способ помочь солдатам и миротворцам, которые попадают под обстрел на Снайперской аллее, не зная точно откуда стреляли.
Акустический детектор выстрелов PILAR V, важный датчик системы защиты транспортного средства для расширенной ситуационной осведомленности и большей защиты сил. В начале 1990-х годов в районах Восточного Пало-Альто и востока Менло-Парк, Калифорния, был охвачен преступностью. В течение 1992 года в Восточном Пало-Альто было совершено 42 убийства, в результате чего Восточный Пало-Альто стал столицей убийств Соединенных Штатов. В полицейское управление Менло-Парка часто обращались для расследования, когда жители сообщали о выстрелах; однако не было возможности определить их источник по разрозненным звонкам 911.
В конце 1992 года Джон К. Лар, доктор наук-сейсмолог из близлежащей Геологической службы США, обратился в полицейское управление Менло-Парка с вопросом, будут ли они заинтересованы в применении сейсмологических методов для найдите выстрелы. Другие также обращались в полицейское управление Менло-Парка, предлагая способы помочь полиции с помощью систем определения местоположения огнестрельного оружия. Начальник полиции организовал встречу с местными изобретателями и предпринимателями, проявившими интерес к проблеме. На тот момент не существовало решений по отслеживанию выстрелов, только желание. Одним из ключевых участников был Роберт Шоуен, сотрудник Стэнфордского исследовательского института и эксперт по акустике.
Лар решил продолжить свои планы, чтобы продемонстрировать возможность обнаружения места выстрелов, полагаясь на свое прошлое в методах локации и мониторинга землетрясений на Аляске. Была создана сеть, состоящая из одного проводного и четырех радиотелеметрических микрофонов, а его дом в восточной части Менло-Парк стал командным центром. Лар модифицировал программное обеспечение, обычно используемое для определения местоположения землетрясений, и регистрировал данные с более высокой частотой дискретизации, чем используется в региональной сейсмологии. После того, как раздались выстрелы, Лар определил их местонахождение, в то время как его жена следила за полицейским радио для независимого подтверждения их источника.
Используя эту систему, Лар смог продемонстрировать полиции и другим, что этот метод очень эффективен, поскольку система смогла обнаружить выстрелы, происходящие внутри массива, с точностью до нескольких десятков метров. Хотя были известны дополнительные методы из мира сейсмики, которые могли бы лучше автоматизировать систему и повысить ее надежность, эти улучшения выходили за рамки данного технико-экономического обоснования.
Есть три основных атрибута которые характеризуют стрельбу и, следовательно, позволяют обнаруживать и определять местонахождение выстрелов и аналогичных разрядов оружия:
Оптические вспышки могут быть обнаружены с использованием оптических и / или инфракрасных методов обнаружения; однако там должны находиться на линии прямой видимости от датчика до оружия, иначе вспышка не будет видна. Непрямые вспышки, отражающиеся от ближайших структур, таких как стены, деревья и камни, помогают выявить скрытые или ограниченные зоны прямой видимости между оружие и датчик. Поскольку обнаруживаются только оптические вспышки, такие системы, как правило, способны определять только направление разряда относительно датчика, если несколько систем не триангулируют дальность выстрела. Множественные выстрелы, сделанные из нескольких мест в почти в то же время, легко распознаются как отдельные выстрелы, поскольку в датчиках обычно используется массив фокальной плоскости, состоящий из множества чувствительных пикселей. Каждый пиксель во всей фокальной плоскости (например, 64 0 × 480 пикселей) постоянно оценивается.
Снаряд обычно должен лететь на расстоянии от 50 до 100 метров от датчика, чтобы датчик услышал ударную волну. Комбинация дульного разряда и ударной волны обеспечивает дополнительную информацию, которая может использоваться наряду с физикой акустики и распространения звука для определения дальности разряда до датчика, особенно если известен снаряд или тип снаряда. Штурмовые винтовки чаще используются в боевых сценариях, где важно, чтобы потенциальные цели были немедленно предупреждены о позиции вражеского огня. Система, которая может слышать мельчайшие различия во времени прихода дульного взрыва, а также слышать «щелчок» ударной волны снаряда, может вычислить источник разряда. Множественные выстрелы, сделанные из нескольких мест почти в одно и то же время, например выстрелы, обнаруженные в засаде, могут давать неоднозначные сигналы, приводящие к неоднозначности местоположения.
Акустика выстрелов должна надежно отличаться от звуков, которые могут звучать одинаково, таких как фейерверк взрывы и автомобили обратный огонь.
В городских районах обычно наблюдаются дневные схемы шума на фоне шум выше днем и ниже ночью, где минимальный уровень шума напрямую коррелирует с городской деятельностью (например, автомобильным движением, движением самолетов, строительством и т. д.). В течение дня, когда уровень шума выше, типичный дульный выстрел из пистолета может распространяться на целую милю. Ночью, когда уровень шума ниже, типичный дульный выстрел из пистолета может распространяться на 2 мили. Следовательно, совместно расположенный массив микрофонов или распределенный массив акустических датчиков, которые слышат дульный выстрел в разное время, может способствовать вычислению местоположения источника разряда при условии, что каждый микрофон / датчик может указать с точностью до миллисекунды, когда он обнаружил импульс. Используя эту информацию, можно отличить шум стрельбы от обычного шума в сообществе, разместив акустические датчики на больших расстояниях, чтобы только очень громкие звуки (например, стрельба) могли достигать нескольких датчиков.
Инфракрасные системы обнаружения обладают аналогичным преимуществом в ночное время, потому что датчику не нужно бороться с солнечным вкладом в фоновый сигнал. Ночью сигнатуры выстрела не будут частично скрыты на фоне солнечного инфракрасного излучения. Большинство пламегасителей сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму видимую сигнатуру выстрела. Пламегасители разбивают расширяющиеся газы на сфокусированные конусы, тем самым сводя к минимуму эффект взрыва взрывающихся газов. Эти сфокусированные конусы содержат больше сигнатуры в меньшем объеме. Дополнительная мощность сигнала помогает увеличить дальность обнаружения.
Поскольку и оптическая вспышка, и дульный выстрел подавляются пламегасителями и дульными пламегасителями (также известными как «глушители»), эффективность систем обнаружения выстрелов может быть уменьшено для подавленного оружия. По оценкам ФБР, 1% или меньше преступлений, связанных с применением огнестрельного оружия, совершается с использованием огнестрельного оружия.
Системы определения местоположения огнестрельного оружия обычно требуют одного или нескольких способов обнаружения для обнаружения либо факта выстрела из оружия, либо обнаружения снаряда, выпущенного из оружия. На сегодняшний день в качестве сенсорных технологий успешно используются только звук и свет или инфракрасный свет. Оба приложения могут быть реализованы для обнаружения стрельбы в статических и динамических условиях. Большинство систем, связанных с полицией, могут быть постоянно установлены, нанесены на карту и соотнесены, поскольку датчики остаются на месте в течение длительного времени. С другой стороны, военные действия и действия спецназа действуют в более динамичных условиях, требующих быстрой настройки или возможности работать, пока датчики находятся в движении.
Акустические системы «слушают» либо ударную волну носовой части пули (звук снаряда или пули, проходящей через воздух), либо звук дульный выстрел оружия при выстреле снаряда или их комбинация.
Благодаря их способности обнаруживать на больших расстояниях, обнаруживать вне зоны прямой видимости и относительно небольшой полосе пропускания, необходимой для передачи данных телеметрии датчиков, системы, развернутые для правоохранительных органов, общественная безопасность и национальная безопасность в Соединенных Штатах в основном основывались на акустических методах.
Системы, основанные только на акустике, обычно генерируют свои оповещения на несколько секунд медленнее, чем системы оптического зондирования, поскольку они полагаются на распространение звуковых волн. Таким образом, звук, достигающий датчика на расстоянии 1 мили от источника, займет почти 5 секунд. Несколько секунд для приема сигнала от удаленных датчиков и определения количества выпущенных выстрелов, часто являющегося показателем серьезности инцидента, являются приемлемыми и радикальными улучшениями для типичных сценариев диспетчерской службы полиции по сравнению с несколькими минутами, которые проходят с момента фактического разряда происходит за совокупное время в несколько минут, которые проходят, когда человек решает позвонить по номеру 9-1-1, и эта информация фиксируется, обрабатывается и отправляется патрульным офицерам.
Поскольку в таких системах есть массивы высокочувствительных микрофонов, которые постоянно активны, были опасения по поводу конфиденциальности с этой широкой возможностью записывать разговоры без ведома записываемых (это " побочный подслушивание ", поскольку запись разговоров является лишь непреднамеренной возможностью конструкции системы, и правоохранительные органы заявили, что запись происходит только после обнаружения выстрелов.)
Оптические или электрооптические системы обнаруживают либо физическое явление дульной вспышки выпущенной пули, либо тепло, вызванное трением пули, когда она движется через воздух. Для таких систем требуется линия обзора в зону, где производится выстрел из оружия или снаряд во время его движения. Хотя требуется общая линия прямой видимости для события выстрела, иногда возможно обнаружение, поскольку событие инфракрасной вспышки отражается от окружающих структур. Так же, как акустические системы, электрооптические системы обычно могут быть повреждены специальными устройствами подавления, которые минимизируют их звуковые или оптические сигнатуры.
Оптические и оптико-электронные системы добились успеха в военной среде, где оперативность реагирования критична и потому что они, как правило, не нуждаются в тщательной регистрации местоположения, как это обычно бывает в случае более стационарных систем борьбы с «гражданской» преступностью. Подобно тому, как акустическим системам требуется более одного микрофона для обнаружения выстрелов, большинству электрооптических систем требуется более одного датчика при охвате 360 градусов. Акустические и оптические датчики могут быть совмещены, и их данные могут быть объединены, что позволяет при обработке местоположения выстрела иметь более точное время разряда, которое можно использовать для расчета расстояния разряда до датчиков с максимально возможной точностью. Оптические системы (по сути) не ограничиваются количеством отдельных выстрелов или количеством разных стрелков, стреляющих одновременно, что позволяет оптическому зондированию легко объявлять и определять местонахождение стрелков, проводящих засады, в которых задействовано несколько стрелков, стреляющих из нескольких мест в течение одного временной период.
Комбинация обоих подходов (акустического и инфракрасного) помогает преодолеть собственные ограничения каждой системы, одновременно улучшая общую способность устранять ложные объявления о выстрелах и / или неоднозначное местоположение объявления. Даже когда используются эти комбинированные системы, выстрелы, сделанные с достаточно большого расстояния, не будут обнаружены, потому что количество сигнала выстрела (как акустического, так и инфракрасного) в конечном итоге переходит в фоновые сигналы. Для акустических систем, требующих сверхзвуковой ударной волны для определения местоположения, пуля должна все еще двигаться со сверхзвуковой скоростью, когда она проходит датчик, и она должна проходить датчик в пределах бокового диапазона ударной волны. Для инфракрасного считывания вспышки при выстреле оружия траектория пули не определяется. Сочетание этих двух подходов улучшает возможности в различных условиях, ожидаемых в боевом сценарии.
Как оптические, так и акустические датчики использовались в транспортных средствах во время движения в городской и сельской местности. Эти датчики также прошли испытания на бортовых и водных платформах.
Испытанные в настоящее время (2011 г.) электрооптические системы обнаружения могут обрабатывать входящие сигнатуры выстрелов на очень высоких скоростях, обеспечивая отличный метод не только для различения выстрелов из оружия и других событий, не связанных с выстрелами, но и для определения категорий, характеристики, а иногда и определенные типы оружия автоматически.
Для отделения стрельбы (также называемой «классификацией стрельбы») от аналогичных шумов, таких как автомобили обратный огонь или фейерверк, можно использовать множество методов.. Анализ спектрального состава звука, его огибающей и других эвристик также являются широко используемыми методами для распознавания и правильной классификации импульсных звуков как выстрелов.
Другой метод классификации стрельбы использует «временное распознавание образов», как указано его разработчиком, в котором используются искусственные нейронные сети, которые обучаются, а затем прослушивают звуковую сигнатуру в акустических событиях. Как и другие системы акустического зондирования, они в основном основаны на физике акустики, но они анализируют физические акустические данные с помощью нейронной сети. Информация в сети кодируется с точки зрения вариации последовательности событий «все или ничего» (всплески) или временных паттернов, передаваемых между искусственными «нейронами». Выявление нелинейных свойств ввода / вывода нейронов, участвующих в формировании воспоминаний для новых паттернов, и разработка математических моделей этих нелинейных свойств позволяют идентифицировать определенные типы звуков. Эти нейронные сети затем можно обучить как «распознаватели» звука цели, например выстрела, даже в присутствии сильного шума.
Независимо от методов, используемых для изоляции стрельбы от других импульсных звуков или инфракрасного зондирования, стандартные методы триангуляции могут использоваться для определения местоположения источника выстрела после того, как он был распознан как выстрел.
Оптическое распознавание ранее состояло из методов, в том числе пространственных, спектральных и творческих временных фильтров, для устранения солнечного отблеска как ложной тревоги. Ранее датчики не могли работать на достаточно высоких скоростях, чтобы можно было использовать согласованные временные фильтры, которые теперь исключают солнечный блеск как источник ложных тревог.
Различные системные архитектуры имеют разные возможности и используются для определенных приложений. Как правило, существует 2 архитектуры: автономные системы с локальными микрофонными решетками и распределенные массивы датчиков («широкозонное акустическое наблюдение»). Первые обычно используются для немедленного обнаружения и предупреждения ближайшего стрелка в непосредственной близости от системы; такое использование обычно используется для защиты солдат, военных транспортных средств и судов, а также для защиты небольших открытых пространств (например, стоянки, парка). Последние используются для защиты больших территорий, таких как города, муниципалитеты, критически важная инфраструктура, транспортные узлы и военные базы.
Большинство автономных систем были разработаны для использования в военных целях, когда целью является немедленное оповещение человеческих целей, чтобы они могли предпринять действия по уклонению и / или нейтрализации. Такие системы обычно состоят из небольшого массива микрофонов, разделенных точно небольшим расстоянием. Каждый микрофон слышит звуки выстрелов с разницей во времени, что позволяет системе вычислить дальность и пеленг источника выстрела относительно системы. Военные системы обычно полагаются на звуки «щелчка» как от дульного взрыва, так и от ударной волны от снаряда, чтобы подтвердить свою классификацию стрельбы и вычислить расстояние до источника.
Распределенные сенсорные матрицы имеют явное преимущество перед автономными системами в том, что они могут успешно классифицировать стрельбу со звуком «щелчка» снаряда и без него, даже на фоне сильного фонового шума и эхо. Такие системы являются общепринятой нормой общественной безопасности в городах, поскольку они позволяют правоохранительным органам слышать выстрелы на большом городском ландшафте на многие квадратные мили. В дополнение к городским городским пейзажам, подход с распределенными массивами предназначен для приложений защиты территорий, таких как критическая инфраструктура, транспортные узлы и кампусы.
Используя обычные методы передачи данных, оповещения о выбросах могут быть переданы диспетчерским центрам, командирам и полевому персоналу, что позволяет им немедленно оценить степень серьезности и инициировать соответствующие и решительные действия сил. Некоторые системы имеют возможность захвата и передачи аудиоклипов разрядов с предупреждающей информацией, которая предоставляет дополнительную бесценную информацию о ситуации и ее серьезности. Точно так же для защиты критически важной инфраструктуры, где информация четко и недвусмысленно передается в режиме реального времени в региональные кризисные центры управления и контроля, что позволяет сотрудникам службы безопасности отсекать часто неточные и задержанные отчеты, чтобы они могли немедленно отреагировать на предотвращение атак и минимизировать последующие деятельность.
Системы определения местоположения огнестрельного оружия используются агентствами общественной безопасности, а также военными / оборонными агентствами. Они использовались в основном в диспетчерских центрах для быстрого реагирования на инциденты с огнестрельным оружием. В вооруженных силах / обороне они также известны как системы противодействия снайперам, системы обнаружения и определения местоположения оружия или другие аналогичные термины. Его использование включает в себя оповещение потенциальных целей-людей для уклонения от них, для прямого реагирования сил для нейтрализации угроз, включая автоматическое сигнализацию оружия.
В дополнение к использованию систем определения местоположения выстрелов для передачи предупреждений об инцидентах, они также могут передавать данные своих предупреждений в системы видеонаблюдения в режиме реального времени, что позволяет им автоматически наводить камеры на место происшествия. Данные о местоположении происшествий в реальном времени делают видеонаблюдение умным; после того, как камеры повернуты к месту происшествия, можно просмотреть информацию для оценки ситуации и дальнейшего планирования необходимых ответных действий; объединенная аудио- и видеоинформация может быть помечена и сохранена для последующего использования в качестве доказательства.
Инфракрасные системы обнаружения могут обнаруживать не только сигнатуры взрывов боеприпасов, но и крупнокалиберное оружие, такое как минометы, артиллерия, реактивные боеприпасы, пулеметы, а также стрелковое оружие. Эти системы также могут обнаруживать взрывы бомб, тем самым обнаруживая места попадания средств непрямого огня, таких как артиллерия и минометы. Детектор может использоваться как датчик автоматической коррекции выстрела для опоры на близком расстоянии.
В сфере общественной безопасности и правоохранительных органов системы определения местоположения огнестрельного оружия часто используются в районах с высоким уровнем преступности для быстрого оповещения и оповещения в центре связи и диспетчеризации, где оповещения используются для направления первыми реагируют на место обстрела, тем самым увеличивая количество арестов, повышая безопасность офицеров, обеспечивая свидетелей и доказательств и улучшая расследования, а также в долгосрочной перспективе предотвращая преступления с применением огнестрельного оружия, стрельбу и особенно "праздничную стрельбу "(практика стрельбы из оружия в воздух ради развлечения). Системы определения местоположения огнестрельного оружия, основанные на широкомасштабном акустическом наблюдении в сочетании с постоянным хранением данных об инцидентах, выходят за рамки использования только для диспетчеризации, поскольку сообщения о стрельбе в городе (посредством звонков на 9-1-1) могут составлять всего 25%, что означает, что правоохранительные органы а их криминалисты не имеют полных данных об истинных уровнях и моделях активности. Благодаря подходу, основанному на широкомасштабном акустическом наблюдении, в сочетании с постоянным хранилищем данных о перестрелках (т. Е. Базой данных) агентства имеют почти 100% данные о деятельности, которые могут быть проанализированы на предмет закономерностей и тенденций для организации направленного патрулирования и полиция под руководством разведки. Дополнительные преимущества включают помощь следователям в поиске большего количества доказательств для раскрытия преступлений и предоставление прокурорам для усиления судебных дел, что приводит к более высокому уровню обвинительных приговоров. Благодаря точности системы определения местоположения выстрелов и возможности географической привязки к конкретному почтовому адресу, в отличие от недостатка информации, который обычно случается, когда граждане сообщают о перестрелках в службу 9-1-1, агентства также могут делать выводы о стрелках, сравнивая с известными криминальными местами, в том числе условно-досрочно освобожденными и условно освобожденными; следователи также могут иногда делать выводы о предполагаемых жертвах и, следовательно, предсказывать и предотвращать репрессалии.
Системы определения местоположения огнестрельного оружия используются внутри страны в городских районах с середины 1990-х годов растущим списком городов и муниципалитетов, которые используют системы определения местоположения огнестрельного оружия как важнейший инструмент в своем арсенале для борьбы с насильственными преступлениями. Федеральные агентства и агентства внутренней безопасности также воспользовались системами определения местоположения огнестрельного оружия и их преимуществами; в частности, ФБР совместно с шерифом округа Франклин успешно использовало систему определения местоположения выстрелов ShotSpotter во время нападений снайперов на шоссе Огайо в 2003–2004 гг..
Технология была протестирована в Редвуд-Виллидж, район Редвуд-Сити, Калифорния, в апреле 1996 года. В течение 2007 года производитель рекламировал устройство как имеющее преимущества, но местные чиновники разделились относительно его эффективности. Эффективно снижает вероятность случайной стрельбы. Опросы, проведенные для DOJ, показали, что он был наиболее эффективным как «восприятие» действия.
Система ShotSpotter, установленная в Вашингтоне, округ Колумбия, успешно использовалась для определения местоположения стрельбы в зоне обзора. Управление полиции Вашингтона, округ Колумбия сообщило в 2008 году, что оно помогло найти 62 жертв насильственных преступлений и помогло в 9 арестах. Помимо нападений, система обнаружила большое количество «случайных» перестрелок, всего 50 выстрелов в неделю в 2007 году. Основываясь на успехе системы, полицейское управление решило расширить программу, чтобы охватить почти четверть города.
По состоянию на 2016 год системы обнаружения были развернуты в ряде городов, включая Балтимор, Мэриленд Беллвуд, Иллинойс ; Бирмингем, Алабама ; Бостон ; Кембридж, Массачусетс ; Чикаго ; Хартфорд ; Канзас-Сити ; Лос-Анджелес ; Милуоки ; Миннеаполис ; Нью-Бедфорд, Массачусетс ; Окленд ; Омаха ; Сан-Франциско ; Спрингфилд, Массачусетс ; Вашингтон, округ Колумбия ; Уилмингтон, Северная Каролина ; Нью-Йорк ; и некоторые в Соединенном Королевстве и Бразилии. Также реализована интеграция с камерами, которые при обнаружении указывают направление выстрела. В 2014 году коммунальные предприятия в США использовали 110 систем. Сан-Антонио, Техас прекратил предоставлять услугу ShotSpotter стоимостью 500 000 долларов, обнаружив, что это привело только к четырем арестам.
В августе 2017 года Секретная служба США приступила к испытаниям использования технологии обнаружения выстрелов для защиты Белого дома и Военно-морской обсерватории США.
. Возникновение стрельбы по звуку было задумано до Первой мировой войны, где оно впервые было использовано в оперативных целях. Ранние звуковые системы использовались в основном для крупногабаритного оружия. Системы обнаружения и определения местоположения оружия и системы противодействия снайперам были развернуты Министерством обороны США, а также вооруженными силами других стран.
Акустические системы обнаружения угроз включают автоматический переходный акустический датчик MASINT (UTAMS ), Serenity Payload и FireFly, которые были разработаны Армейской исследовательской лабораторией.
В национальном парке Крюгера в Южной Африке, локаторы стрельбы используются для предотвращения браконьерства на носорогов.
Проект локатора выстрелов Сотера - это проект сообщества, в котором используется оборудование с открытым исходным кодом, облачные технологии, машинное обучение и 3D печать для создания недорогих детекторов выстрелов, способных обнаруживать и классифицировать стрельбу в городах и школьных пространствах за секунды. Загрузки программного и аппаратного обеспечения находятся здесь.
Stop Fish Bombing USA, проект, финансируемый Институтом острова Земли, адаптировал технологию ShotSpotter с гидрофоны для борьбы с бомбардировкой рыб коралловых рифов в Сабах, Малайзия.
