СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТА Российский патент 2003 года по МПК G06F17/00 

Изобретение относится к области защиты объектов от несанкционированного проникновения и, более точно, касается способа проектирования системы комплексной безопасности объектов различного назначения (жилые, промышленные, сферы обслуживания и транспорта, другие объекты).

Из уровня техники известны различные способы проектирования систем комплексной безопасности объектов. Проектируемая система комплексной безопасности объекта должна обеспечивать требуемый уровень защиты от предполагаемых угроз, надежность работы и экономическую эффективность. Завышение требований к системе безопасности при проектировании приводит к неоправданным экономическим затратам, а их занижение - к возрастанию вероятности нарушения безопасности.

При проектировании обычно учитывают тип предотвращаемых угроз безопасности (пожар, несанкционированное проникновение в помещение и перемещение в нем, нарушение целостности отдельных конструкций, изъятие каких-либо предметов, авария оборудования и т.д.), размеры и особенности планировки охраняемого объекта, специфику размещаемого охранного оборудования, необходимость дублирования работы датчиков (перекрытие зон обслуживания датчиков) по видам воспринимаемой информации и по их количеству.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ проектирования систем комплексной безопасности, известный из книги (В. С. Барсуков, "Безопасность: технологии, средства, услуги, 2001, "КУДИЦ-образ", Москва, с. 126-130).

В известном способе проектирования строят модель системы комплексной безопасности с учетом предполагаемых угроз. В частности, выбирают количество и типы датчиков системы комплексной безопасности и размещают эти датчики на модели охраняемого объекта. Датчики размещают в пространстве охраняемого объекта и направляют так, чтобы их зоны обслуживания (зоны действия чувствительного элемента) наиболее полно покрывали это пространство и удовлетворяли требованию дублирования (если оно выдвинуто заказчиком). При проектировании учитывают характеристики датчиков (порог чувствительности, надежность) и требования заказчика к уровню обеспечения безопасности, надежности системы, а также планируемые финансовые затраты на систему комплексной безопасности в плане выбора типов датчиков. В требованиях заказчика могут быть поставлены условия одинарного, дублированного или тройного обеспечения контроля, повышенного дополнительного контроля особо охраняемых мест (сейф, ценные предметы и др.), а также допущение отсутствия контроля некоторых мест (глухая капитальная стена, отсутствие пожароопасных предметов в этой части помещения и др.).

При проектировании системы и размещении датчиков на модели в известном способе могут использовать моделирование на ЭВМ с помощью прикладных программ или выполнять необходимые проектные операции вручную на бумаге.

Проверку работоспособности и качества спроектированной системы в известных способах осуществляют методом экспертных оценок с относительно небольшим числом количественных показателей. Обычно проводят визуальную оценку степени покрытия зонами обслуживания датчиков пространства охраняемого помещения и выполнение требований дублированного контроля особоохраняемых зон. Подобный подход к проверке работоспособности характеризуется высокой степенью субъективизма, что зачастую приводит к ошибкам при проверке систем комплексной безопасности сложных по геометрии объектов. Кроме того, значительные трудности вызывает анализ работы сложных систем комплексной безопасности, все части которых находятся в системной взаимосвязи.

Допущенные при проектировании ошибки могут быть обнаружены на этапе развертывания спроектированной системы комплексной безопасности на охраняемом объекте. Это приводит к необходимости исправлять ошибки на этапе монтажа системы и осуществлять доработку проекта на месте, что приводит к большим издержкам. Кроме того, это требует выезда проектировщика на объект, что не всегда допустимо для заказчика по соображениям секретности и безопасности.

Основным недостатком известных способов является то, что при их использовании остается опасность необнаружения скрытых дефектов в работе системы, что недопустимо в системах безопасности объектов, требующих высокого уровня обеспечения безопасности. То есть известные способы проектирования и проверки надежности и качества работы спроектированной системы комплексной безопасности не обеспечивают достаточно высокий уровень надежности, требуемый для систем безопасности особо важных объектов (важные промышленные предприятия, банки и другие), что является существенным ограничением их применения.

Другим ограничением известных способов проектирования систем комплексной безопасности является то, что заказчику не предоставляются наглядные данные о проверке спроектированной системы при сдаче проекта. Приемка готового проекта производится заказчиком без подробного изучения и оценки результатов проверки, что не отвечает требованиям, предъявляемым клиентами в современном проектировании.

Кроме того, известные способы проектирования систем комплексной безопасности в настоящее время осуществляют в отрыве от оценки экономической эффективности работы проектируемой системы, то есть без сопоставления стоимости системы и эффективности ее работы и без возможности оптимизации этого соотношения. Из-за этого проектировщики часто выбирают экономически неэффективные решения, например, проектируют излишне дорогостоящие системы комплексной безопасности для охраны простых объектов с невысокими требованиями к уровню обеспечения безопасности.

Отсутствие в способе проектирования эффективной проверки работоспособности и экономической эффективности не позволяет вносить усовершенствования и исправления в систему комплексной безопасности на этапе проектирования.

В основу настоящего изобретения положена техническая задача создать способ проектирования системы комплексной безопасности объекта, который бы обеспечивал оценку с высокой достоверностью уровня обеспечения безопасности и качества работы проектируемой системы в динамике с учетом функциональных связей между ее отдельными частями, позволял бы проводить оценку эффективности проектируемой системы в привязке к уровню обеспечения безопасности и наглядно представлять результаты проектирования и оценки, а также оперативно вносить в проектируемую систему изменения с учетом результатов сравнения полученной оценки с оценкой, заданной в техническом задании на проект.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе проектирования системы комплексной безопасности объекта, в котором с использованием ЭВМ строят модель охраняемого объекта, выбирают тип и количество датчиков системы с учетом предполагаемых угроз безопасности объекта, на модели размещают датчики системы в пространстве охраняемого объекта, обеспечивая охват этого пространства зонами обслуживания датчиков, и проводят экспертную оценку проектируемой системы, согласно настоящему изобретению в памяти ЭВМ создают базу данных, содержащую математические модели датчиков, описывающие зоны обслуживания и особенности работы датчиков, формируют с помощью ЭВМ модель системы комплексной безопасности путем размещения на модели охраняемого объекта моделей датчиков с использованием баз данных, осуществляют тестирование работы сформированной модели комплексной системы безопасности путем введения в нее тестирующих воздействий, осуществляют обработку результатов тестирования при помощи статистических методов и получают оценку работы модели системы, сравнивают ее с заданным значением оценки, изменяют размещение датчиков системы и/или их типы и количество до получения в результате обработки результатов тестирования заданного значения оценки.

Предпочтительно создают базу данных, содержащую математические модели датчиков, описывающие зоны обслуживания и особенности работы промышленных датчиков пожарной сигнализации, датчиков перемещения, датчиков типа замыкание-размыкание, вибрационных датчиков. Можно также создавать базу данных, содержащую математические модели других типов датчиков, включая температурные датчики, датчики разбития стекла, инфракрасные датчики, датчики шума.

Для введения тестирующих воздействий преимущественно используют метод псевдослучайных чисел для формирования равномерного распределения вероятности возникновения тестирующих воздействий в модели на пространстве охраняемого объекта.

В качестве статистического метода обработки результатов тестирования предпочтительно используют метод определения вероятности возникновения в системе или у отдельных ее датчиков различных видов реакции на тестирующие воздействия. Возможны и другие статистические методы обработки результатов тестирования. Например, представление данных о срабатывании датчиков в единой сводной таблице. Статистические оценки можно выполнять на ЭВМ при помощи соответствующих подпрограмм.

Для придания результатам тестирования большей достоверности и учета реальных условий, в которых работает система, в модель проектируемой системы предпочтительно вводят модель помехи, наводимой в датчиках и в линиях связи. Модель помехи получают с помощью подпрограммы ЭВМ так, как это известно специалистам в данной области техники.

Преимущественно при обработке результатов тестирования статистическими методами дополнительно определяют вероятность правильного срабатывания датчиков с учетом помехи.

При обработке результатов тестирования статистическими методами также проводят оценку достоверности результатов тестирования с учетом имеющейся у проектировщика дополнительной информации о свойствах проектируемой системы и охраняемого объекта. Оценку достоверности осуществляют с помощью подпрограммы ЭВМ путем сопоставления результатов срабатывания датчиков при тестировании с хранящейся в соответствующем формате дополнительной информацией.

В качестве дополнительной информации предпочтительно используют информацию о зонах повышенного и пониженного риска проникновения на охраняемый объект, а также об установленных на нем дополнительных устройствах физической защиты и инженерной безопасности. Данную информацию хранят в соответствующем образом запрограммированном блоке памяти ЭВМ, обращение к которому производится при срабатывании датчиков модели.

Для учета экономической эффективности проектируемой системы комплексной безопасности, при получении оценки работы модели системы предпочтительно вычисляют стоимость проектируемой системы, которую сравнивают с заданной заказчиком оценкой стоимости системы.

Для достижения наглядности при проектировании предпочтительно осуществляют представление сформированной модели проектируемой системы комплексной безопасности и результатов тестирования на экране ЭВМ и/или в виде распечатки на печатающем устройстве.

Признаки и преимущества способа по настоящему изобретению будут понятны специалисту в данной области техники из приведенного ниже описания конкретного не ограничивающего варианта осуществления способа проектирования системы комплексной безопасности, которое ведется со ссылками на фигуры чертежей, на которых
- фиг.1 изображает блок-схему конкретного варианта осуществления способа по настоящему изобретению;
- фиг. 2 - плоскостную модель системы комплексной безопасности с тремя датчиками в объекте прямоугольной формы.

В описываемом примере осуществления изобретения для наглядности выбран способ проектирования достаточно простой системы комплексной безопасности объекта, представляющего собой помещение прямоугольной формы, в котором нет особо охраняемых зон, требующих дублированного контроля. Заказчик выдвинул в качестве оценки работы системы безопасности требование по вероятности обнаружения перемещения в объекте не менее 0,8 (вероятность необнаружения не более 0,2). Проектирование осуществляют с помощью ЭВМ, в качестве которой используют персональный компьютер. В память персонального компьютера загружают программы графического проектирования и численных статистических методов. Способ проектирования по настоящему примеру осуществляют в соответствии с блок-схемой, представленной на фиг.1.

На этапе I в память компьютера вводят данные о размере и форме охраняемого объекта - в данном случае это помещение прямоугольной формы. На этапе II путем ввода данных из каталога по датчикам безопасности в памяти компьютера создают базу данных, содержащую математические модели датчиков безопасности и описывающую работу датчиков перемещения с различными по форме и величине зонами обслуживания (конусообразной и сферической). С помощью графических программ в памяти компьютера строят графическую модель охраняемого помещения с использованием введенных данных о его форме и размерах (этап III). Выбирают тип и количество датчиков для данной системы безопасности (этап IV). Исходя из требований заказчика размещают датчики на модели охраняемого помещения (этап V). В данном примере в систему комплексной безопасности вводят данные о трех датчиках перемещения - S1, S2, S3, два из которых - S1 и S2 - имеют конусообразную зону действия, а один S3 - сферическую. Модель системы комплексной безопасности с конкретным размещением датчиков изображена на фиг. 2 Датчики располагают на боковых стенах. Зоны действия направляют так, чтобы обеспечить как можно больший охват пространства помещения. Построив модель системы комплексной безопасности объекта, проводят ее тестирование (этап VI). Для этого с помощью специальной подпрограммы псевдослучайным образом с равномерным распределением вероятности попадания воздействия в любую точку помещения формируют координаты тестирующих воздействий в пространстве охраняемого помещения. Для простоты восприятия в данном примере используют всего 10 тестирующих воздействий. Полученные воздействия обозначены на фиг.2 точками с соответствующими индексами. Для удобства результаты обработки системой тестирующих воздействий сведены в таблицу.

В таблице каждая строка соответствует тестирующему воздействию, а столбец - одному из датчиков системы. На пересечении строки со столбцом ставится знак X, если данное воздействие было обнаружено данным датчиком. Ячейка остается пустой в случае, если датчик не обнаружил тестирующее воздействие. В данном конкретном случае размещения датчиков и набора случайных тестирующих воздействий получили
1) датчик S1 обнаружил 8 воздействий (это воздействия 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 и 10), 5 из 8 воздействий (это 1, 2, 6, 7, 8) было продублировано другими датчиками;
2) датчик S2 обнаружил 5 воздействий (воздействия 1, 2, 6, 7, 8), все 5 воздействий были продублированы другими датчиками;
3) датчик S3 обнаружил 3 воздействия (воздействия 1, 6, 8), все они были продублированы другими датчиками.

Обработку результатов тестирования статистическими методами для получения оценки работы системы (этап VII) осуществляют следующим образом:
1) вычисляют вероятность необнаружения воздействия системой P=K0/N, где К0 - количество воздействий, не обнаруженных ни одним из датчиков системы, N - число воздействий. В рассматриваемом тесте К0=2 (воздействия 3 и 9), N=10, следовательно, Р0= 2/10=0,2. Таким образом, получили оценку работы модели в виде статистической вероятности необнаружения тестирующего воздействия (0,2);
Для проведения дополнительного анализа работы системы в данном конкретном примере вычисляют также следующие оценки:
2) вероятность обнаружения воздействия одним из датчиков Pd=Kd/N, где Kd - количество воздействий, обнаруженных соответствующим датчиком. В нашем примере Р1=0,8, Р2=0,5, Р3=0,3;
3) вероятность обнаружения воздействия более чем одним датчиком Pdd= Kdd/N, где Kdd - количество воздействий, обнаруженных более чем одним датчиком, Kdd=5 (воздействия 1, 2, 6, 7 и 8), Pdd=5/10=0,5.

Сравнивают полученную оценку результатов тестирования с заданной оценкой (этап VIII). В данном примере построенная модель системы удовлетворяет требованию к вероятности необнаружения тестирующего воздействия, поставленному заказчиком (не менее 0,2), что показывает сравнение полученной оценки и заданной оценки. Таким образом техническое задание на проект выполнено.

Однако можно провести анализ эффективности работы отдельных датчиков системы на основе полученных оценок и, например, сделать вывод о низкой эффективности работы датчика S3. С учетом полученных вероятностных оценок можно внести изменения в проектируемую систему безопасности объекта. Например, добавить или исключить датчики различных видов, перенаправить зоны обслуживания датчиков и т.д.

Результаты статистической обработки, таблицу результатов и наглядное изображение системы (фиг.2) выводят на печать на печатающее устройство и/или на экран и представляют заказчику (этап IX).

В описанном примере способа проектирования системы комплексной безопасности для улучшения наглядности помимо примитивного по форме объекта применялись следующие упрощения: для размещения тестирующих воздействий использовалась плоскость, бралось небольшое количество моделируемых воздействий (N=10), не учитывалось влияние помехи. В других конкретных примерах осуществления способа по настоящему изобретению имеется возможность проводить тестирование как по плоскостям (поверхностям), так и в объеме (пространстве), для получения достоверных результатов генерируют и проверяют большое число воздействий, учитывают влияние помехи.

В способе по настоящему изобретению можно, например, формировать тестирующие воздействия в заданном диапазоне двухмерных (трехмерных) координат, когда значение каждой из двух (трех) координат тестирующего воздействия представляет собой случайную выборку с равномерным распределением вероятности. Диапазон координат задают с учетом особенностей охраняемого объекта. Возможно задание этого диапазона уже, чем границы помещения, например, с учетом существования особоохраняемых зон. Возможно также использование других, помимо равномерного, видов распределения тестирующих воздействий (например, нормальное распределение).

Важным преимуществом способа проектирования по настоящему изобретению является его адаптивность. Это означает, что этапы формирования модели комплексной безопасности объекта, тестирование работы модели, анализ результатов и внесение изменений в модель предпочтительно осуществляют до получения системы, удовлетворяющей всем предъявляемым заказчиком требованиям.

Преимуществом способа по настоящему изобретению является то, что проектирование системы и ее тестирование можно осуществлять без привязки к адресу конкретного объекта, используя лишь математическую модель, построенную на основе предоставленных лично заказчиком или через третье лицо (представляющее его интересы) данных о геометрии объекта и иных релевантных данных, что обеспечивает повышенный режим секретности и безопасности при проектировании.

Способ по настоящему изобретению может быть использован в проектах модернизации уже существующих систем комплексной безопасности. Для этого в качестве модели в способе используют модель уже существующей системы комплексной безопасности для тестирования ее работы с возможностью осуществления ее модернизации с учетом результатов тестирования.

Настоящее изобретение обеспечивает эффективное проектирование систем комплексной безопасности объектов различного назначения.

Изобретение относится к области проектирования и тестирования охраняемых объектов. Технический результат заключается в обеспечении оценки с высокой достоверностью уровня обеспечения безопасности и качества работы проектируемой системы в динамике с учетом функциональных связей между ее отдельными частями. В способе осуществляют формирование модели охраняемой территории с размещенными датчиками и ее тестирование, при этом осуществляют внесение в проектируемую систему изменений с учетом результатов сравнения полученной оценки системы с оценкой, заданной в техническом задании на проект. 9 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ проектирования системы комплексной безопасности объекта, в котором с использованием ЭВМ строят модель охраняемого объекта, выбирают тип и количество датчиков системы с учетом предполагаемых угроз безопасности объекта, на модели размещают датчики системы в пространстве охраняемого объекта, обеспечивая охват этого пространства зонами обслуживания датчиков, и проводят экспертную оценку проектируемой системы, отличающийся тем, что в памяти ЭВМ создают базу данных, содержащую математические модели датчиков, описывающие зоны обслуживания и особенности работы датчиков, формируют с помощью ЭВМ модель системы комплексной безопасности путем размещения на модели охраняемого объекта моделей датчиков с использованием баз данных, осуществляют тестирование работы сформированной модели комплексной системы безопасности путем введения в нее тестирующих воздействий, осуществляют обработку результатов тестирования при помощи статистических методов, получают оценку работы модели системы, сравнивают ее с заданной оценкой, изменяют размещение датчиков системы и/или их типы и количество до достижения системой заданного значения статистической оценки.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что создают базу данных, содержащую математические модели датчиков, описывающие зоны обслуживания и особенности работы промышленных датчиков пожарной сигнализации, датчиков перемещения, датчиков типа замыкание-размыкание, вибрационных датчиков.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для введения тестирующих воздействий используют метод псевдослучайных чисел для формирования равномерного распределения вероятности возникновения тестирующих воздействий в пространстве на модели охраняемого объекта.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве статистического метода обработки результатов тестирования используют метод определения вероятности возникновения различных видов реакции системы или отдельных ее датчиков на тестирующие воздействия.5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в модель проектируемой системы вводят модель помехи, наводимой в датчиках и в линиях связи.6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при обработке результатов тестирования статистическими методами дополнительно определяют вероятность правильного срабатывания датчиков с учетом помехи.7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что при обработке результатов тестирования статистическими методами проводят оценку достоверности результатов тестирования с учетом имеющейся у проектировщика дополнительной информации о свойствах проектируемой системы и охраняемого объекта.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве дополнительной информации используют информацию о зонах повышенного и пониженного риска проникновения на охраняемый объект, а также об установленных на нем дополнительных устройствах физической защиты и инженерной безопасности.9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что при получении оценки вычисляют стоимость проектируемой системы.10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что осуществляют представление сформированной модели проектируемой системы комплексной безопасности и результатов тестирования на экране ЭВМ и/или в виде распечатки на печатающем устройстве.