МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ПЕРИМЕТРА ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННОГО ОБЪЕКТА
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
обзор
ЗВЕЖИНСКИЙ1 Станислав Сигизмундович,
профессор, доктор технических наук
ИВАНОВ2 Владимир Анатольевич,
кандидат технических наук, доцент
ПАРФЕНЦЕВ3 Игорь Валерьевич,
кандидат технических наук
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ
ПЕРИМЕТРА ТЕРРИТОРИАЛЬНО
РАСПРЕДЕЛЕННОГО ОБЪЕКТА
Предложен подход к оценке функциональной эффективности системы охраны периметра протяженного объекта. Он
основан на оценке плотности вероятности нарушений и дестабилизирующих факторов местности.
Ключевые слова: функциональная эффективность системы охраны, плотность вероятности нарушений
The approach to estimation of perimeter intrusion detection system functional effectiveness of extended object is offered. It is
based on estimation of intrusion probability density and district destabilizing factors.
Keywords: functional effectiveness of protection system, intrusion probability density
П ериметровая система охранной
сигнализации (СОС) объекта со-
стоит из средств обнаружения (СО),
государственной границы, пока не вы-
работано соответствующих подходов.
Это обусловлено спецификой объек-
критической и в условиях типично-
го дефицита личного состава) рез-
ко уменьшает эффективность всей
объединенных радиоканальной или тов с большим периметром (протяжен- ТРСО вследствие того, что тревоги,
проводной системой сбора и обработ- ностью вплоть до сотен километров), в том числе и истинные, перестают
ки информации в единое отображае- которые должны учитываться при пос- расследоваться или обслуживаться.
мое информационное поле. Моделиро- троении современной территориаль- Экспертная оценка максимального
вание СОС позволяет выявить слабые но распределенной системы охраны уровня средней интенсивности лож-
места и оценить ее функциональную (ТРСО). Специфика таких объектов ных тревог составляет 4…12 в сутки,
эффективность, проводить обучение заключается в следующем. что равносильно критической (ми-
проектантов, специалистов, студентов А. Прогнозируемая плотность нару- нимально возможной) средней на-
и др. навыкам и умениям построения шений линии периметра весьма работке на ложную тревогу:
СОС, давая объективную оценку их неравномерна. Сплошное сигнали-
знаниям. зационное прикрытие, требующее Т∑мин = 4 ± 2 ч. (1)
Для построения замкнутых объекто- максимального количества СО, хотя
вых систем охраны существуют прове- и обеспечивает максимально воз- рактически для ТРСО «хорошей»
П
ренные на практике методы и способы, можную вероятность обнаружения наработкой является величина
обеспечивающие выбор предпочти- типовых нарушителей, явно проиг- Т∑0 ≥ 24 ч.
тельных технических решений, об- рывает в стоимости оборудования, Б. Средства обнаружения должны ус-
ладающих высокой функциональной технического обслуживания и, что танавливаться (сосредотачиваться),
эффективностью [1, 2]. Для оценки самое главное, в наработке на лож- прежде всего, там, где плотность
эффективности СОС территориально ную тревогу всей системы. Это (при нарушений предполагается макси-
распределенных объектов, например, интенсивности ложных тревог более мальной, например, вблизи транс-
1
– ОАО НПК «Дедал», ведущий научный сотрудник.
2
− Калининградский пограничный институт, г. Калининград, профессор;
3
– ФГУП «15 ЦНИИИ МО РФ им.Д.М. Карбышева», начальник отдела. 15Спецтехника и связь № 1 2010
граничных транспортных магистра- то можно заведомо прогнозировать яния ФГУ, промышленной и дорожной
лей. И, наоборот, где в силу физико- его низкую функциональную эф- инфраструктуры, наличия населенных
географических или иных условий фективность. Ее могут существенно пунктов и пр. Условие нормировки
прогнозируется минимальный по- снижать природно-климатические имеет вид:
ток нарушителей (например, болота, и физико-географические условия L
склоны гор), применение СО долж-
но быть сведено к прогнозируемому
(ФГУ), например, склон горы, глубо-
кий снег, талые воды. ∫ f (s)ds = 1
0
(2)
минимуму. Д. Различные типы нарушителей в
В. М аскируемые быстроразвертыва- различной степени подготовлены к Возможный вид функции f(s) на участке
емые СО (многократного приме- преодолению сигнализационного периметра показан на рис. 1. Функция
нения) обладают тактическим пре- рубежа, в зависимости от обстоя- f(s) локально-максимальна вблизи дорог
имуществом «невидимости» рубежа тельств (например, политической (троп) и населенных пунктов, мини-
охраны. Видимые стационарно уста- обстановки) их процентный состав мальна в местах затрудненного пере-
новленные СО могут стать предме- может изменяться [3]. Следователь- движения (болота, хребты гор, перепра-
том исследования потенциальных но, способы и средства должны ва- вы через реки). Она может задаваться
нарушителей в целях выявления сла- рьироваться так, чтобы обеспечить в виде табличных значений при разби-
бых мест или «дыр», и через некото- максимальную эффективность об- ении общей протяженности рубежа L
рое время их эффективность обна- наружения и задержания. на n смежных отрезков шириной Lk, где
ружения снижается. Однако там, Предлагаемая методика оценки эф- она может считаться относительно пос-
где прогнозируется долговременная фективности модели СОС в составе тоянной. При этом величина
повышенная плотность нарушений ТРСО в целом учитывает вышеуказан- sk + Lk
(например, рядом с пунктами про-
пуска), установка стационарных СО,
ные условия. Она позволяет развить у
обучаемых (например, проектантов)
Pk = ∫
sk
f ( s )ds ≈ Lk ⋅ f k (3)
имеющих в целом лучшие ТТХ, оп- навыки по оптимизации системы в характеризует вероятность появления
равдана. Оптимальная ТРСО должна зависимости от складывающихся ус- нарушителя на k-м участке рубежа,
включать и стационарные, и мобиль- ловий функционирования и моделей который начинается с координаты sk
ные средства, развертываемые в том нарушителя. Методика сводится к при- и заканчивается координатой sk+ Lk. В
числе и по оперативной обстановке нятию и исполнению нижеследующих табл. 1 дана типовая плотность нару-
(изменению модели нарушителя). допущений и положений. шений для участка ответственности
Г. Условия функционирования каждо- I. На участке охраняемого периметра пограничного отделения (ПО) протя-
го СО должны выбираться исходя из (в общем случае незамкнутого) протя- женностью около 30 км (n = 7).
ограничений, накладываемых на его женностью L прогнозируется (моде- II. Естественная логика продвижения
физический принцип действия. На- лируется) априорная нормированная потенциальных нарушителей вдоль и
пример, если двухпозиционное ра- плотность нарушений f(s). Она опреде- вблизи дорог, троп, перевалов и по дру-
диолучевое СО планируется приме- ляется исходя из известной статистики гим благоприятным маршрутам непри-
нять на неровном участке местности, зарегистрированных нарушений, вли- менима в двух случаях:
шоссе
проселочная проселочная
дорога тропа тропа дорога тропа
f(s)
населенный пункт
f(s)
болото
линия периметра s
0
L
Рис. 1. Типовой вид нормированной плотности нарушений
16МЕТОДЫ
Таблица 1. Типовая плотность нарушений на участке ответственности ПО
Характеристика k участков ПО, где плотность нарушений постоянна Примечание
Прилегающий участок Проcел. Просел. Лесостепь, рек
Тропа Лес Шоссе Поле Болото
местности дорога дорога и гор нет
Ширина участка, Lk, км L1 =0,06 L2 =0,016 L3= 10 L4 =0,16 L5 = 18 L6 = 1,7 L7 =0,06 ∑Lk = L = 30
Нормализованная
плотность нарушений, 2 3 0,01 1,5 0,02 0,005 0,1 1/30
f(Lk) ≈ fk, 1/км
Вероятность появле-
ния нарушителя на 0,12 0,05 0,1 0,24 0,36 0,01 0,12 ∑fk = 1
участке, Pнk = Lk fk
1) осведомленных (о системе охраны) осмыслению и чаще всего является устанавливаемых временно по опе-
нарушителей, которые перемеща- «инверсной» − путь выбирается там, ративной обстановке. Обнаружение
ются строго по специальной карте с где он наиболее затруднен, но зато «нестандартных» нарушителей второ-
отметками установки СО и сил ох- вероятность обнаружения или боес- го типа хотя и возможно (для этого не-
раны (дозоры, «секреты» и пр.), со- толкновения сведена до минимума обходимы только пассивные маскиру-
провождаются проводниками (в том (например, по болоту, дну глубоких емые СО − сейсмические, магнитомет-
числе из местного населения) или оврагов, крутым склонам гор, через рические, обрывные), но затруднено,
коррумпированными сотрудниками хребты). поскольку в таких ФГУ (болота, скло-
силовых ведомств; Обнаружение осведомленных наруши- ны гор, овраги и пр.) функциональная
2) с
пециальных сил сопредельной стра- телей возможно при применении авто- работоспособность средств снижается
ны или террористов, тактика кото- номных быстроразвертываемых СО (у сейсмических − в наибольшей степе-
рых не поддается рациональному (малозаметных, лучше маскируемых), ни). При рассмотрении действий таких
проселочная шоссе
дорога тропа проселочная
тропа дорога тропа
болото лес населенный пункт гора
s
линия периметра
0 L
f(s)
Рис. 2. Вид нормированной плотности «нестандартных» нарушителей
17Спецтехника и связь № 1 2010
нарушителей возможно моделирова- VI. В первом приближении принима- Кiк = 0 характеризуют условия, в ко-
ние функции f(s) по «инверсной» логи- ется, что все N СО, размещенные на торых работоспособность данного i-го
ке, как показано на рис. 2. сигнализационном рубеже в различ- типа СО невозможна. Значение Кiк
III. Допускается, что на некотором рас- ных местах (как правило, несмежных), (чем меньше, тем хуже) могут быть оп-
стоянии δ L1. Из (4) нетрудно нять К2н = 0,6…0,95 в зависимости от
лучше: Р0 ≈ 0,9…0,95, Тл ≈ 200…300 ч. получить, что выигрыш в помехоустой- типа СО;
V. Вероятность обнаружения и нара- чивости новой системы составит 3) к валифицированный, который по
ботка на ложную тревогу СО – ос- внешним признакам может выявить
новные ТТХ, которые в совокупности . физический принцип действия СО
определяют сигнализационную на- TΣ 2 L2 и предпринять усилия по «обходу»;
=
дежность любого изделия. Их произ- TΣ1 L1 для него оценка надежности состав-
ведение может характеризовать фун- VII. Ухудшение сигнализационной ляет К3н = 0,1…0,9 в зависимости от
кциональную эффективность средс- надежности любого i-го типа СО при типа СО;
тва обнаружения. При прочих равных влиянии ФГУ и промышленных усло- 4) высококвалифицированный, кото-
условиях увеличение длины ЗО отде- вий функционирования, отличных от рый по признакам наличия чело-
льных СО увеличивает экономическую идеальных, характеризуется коэффи- веческой деятельности (например,
эффективность сигнализационного циентом качества функционирования спланированный рельеф, загражде-
прикрытия участка периметра длиной ние с кабелем) или контролю элек-
L = ∑Li. Кiк = 0…10. (5) тромагнитного поля может выявить
18МЕТОДЫ
Таблица 2. Оценка знаний обучаемых при изучении построения XII. В СОС могут входить технические
СОС в составе ТРСО средства наблюдения (СН), тогда в (11)
изменяется верхний предел суммиро-
Диапазон изменения ФЭ∑ / ФЭ∑макс Оценка вания и формула приобретает вид:
к
0,8…1,0 «5», отлично K
N +m
ФЭΣ = P0 ⋅ TΣ = ∑ Poi ⋅ i ⋅ ∫ f ( s )ds ⋅ N + m
10 Li
0,6…0,799 «4», хорошо
N +m
Ki
к
1
i =1
∑
i =1 T
0,4…0,599 ФЭΣ = P0 ⋅ TΣ = ∑ Poi ⋅
«3», удовлетворительно ⋅ ∫ f ( s )ds ⋅ N + m , (12)
10 Li 1
0,2…0,399 «2», неудовлетворительно
i =1
∑i =1 Tл i
⋅ 24
менее 0,2 «1», крайне неудовлетворительно
где i = 1…N, N+1,…N+m, − общее коли-
вид (тип) СО и предпринять усилия (т.е. построены на разных физических чество технических средств охраны на
по «обходу» ЗО (в т.ч. используя спе- принципах), то вероятность обнару- участке.
циальные приспособления), умень- жения нарушителя по сравнению с (7) XIII. Числовые данные, полученные по
шению, «маскированию» полез- увеличивается: (11) или (12) для задаваемых наборов
ных сигналов; для него можно при- {f(s), СОi, СНj и ФГУ}, служат осно-
нять К4н = 0,01…0,8 в зависимости от (8) ванием для оценки функциональной
типа СО. эффективности модели СОС в составе
Первоначально предполагается, что Суммарная вероятность обнаружения ТРСО (чем выше, тем лучше). Эти же
участок пересекают неквалифициро- нарушителей СОС в наилучших усло- числовые характеристики могут слу-
ванные нарушители, для которых коэф- виях функционирования составит: жить основанием для проверки знаний
фициент надежности СО примерно ра- обучаемых основам построения ТРСО,
вен 1. Эта ситуация характерна, напри- (9) изложенным выше.
мер, для первого этапа обустройства не- С этой целью для заданной совокуп-
оборудованной ранее границы, где ос- ности {f(s), СОi, СНj и ФГУ} с помощью
новную часть нарушителей составляют X. Коэффициент качества функцио- ЭВМ моделируются различные спосо-
нелегальные мигранты, мелкие контра- нирования СО влияет, прежде всего, бы установки СО (и СН) и определяет-
бандисты, родственники местных жите- на его обнаружительную способность. ся наилучшее, которому соответствует
лей и пр. При этом информация о месте Поэтому в «неидеальных» условиях максимальная функциональная эффек-
расположения и физических принци- суммарную вероятность обнаружения тивность ФЭ∑макс. Такой результат мо-
пах действия новых применяемых СО нарушителей можно оценить как: жет быть получен, например, методом
в течение некоторого времени не будет генетического алгоритма.
известна даже квалифицированным (10) Оценка знаний испытуемого, кото-
нарушителям. При дальнейшем разви- рый при моделировании показал резуль-
тии ситуации поддержание требуемого Величина Р0 характеризует эффектив- тат ФЭ∑, может оцениваться по вели-
уровня сигнализационной надежности ность обнаружения нарушителя СОС: чине ФЭ∑/ФЭ∑макс, как показано в
должно обеспечиваться применением Эобн = Р0. табл. 2
дополнительных быстроразвертывае- XI. Функциональная эффективность
мых маскируемых СО по оперативной СОС на участке периметра оценива-
обстановке, а также модернизацией ется по мультипликативной формуле,
Литература
стационарных средств, созданием вто- отражающей суммарные эффектив-
рого рубежа охраны. ности обнаружения нарушителя и по- 1. Гарсия М. Проектирование и оценка
IX. Все i = 1,2…N СО устанавливают- мехоустойчивости: систем физической защиты. − М.:
к Мир − АСТ,
ся вдоль участка периметра без пе- T N
K 1 2002. – 386 с.
рекрытия друг друга. При этом веро-
TΣ i =1
∑ ∫
ФЭΣ = Эобн ⋅ Э л = P0 ⋅ Σ0 = Poi ⋅ i ⋅ f ( s2.)ds
10 Li
М⋅агауенов
N
1
,
Р.Г. Системы охранной
ятность обнаружения Pi нарушителя
к
∑ ⋅ 24 основы теории и при-
сигнализации:
i =1 Tпостроения.
на i-м участке (длиной Li) в условиях TΣ N
K 1 нципы лi − М.: Горячая ли-
идеального функционирования СОT ∑ 10 Li ∫
ФЭΣ = Эобн ⋅ Э л = P0 ⋅ 0 = Poi ⋅ i ⋅ f ( s )ds ⋅ N
1
, (11)
ния − Телеком, 2004. – 367 с.
составляет:
Σ i =1
∑
i =1 Tлi
⋅ 24 3. З
вежинский С.С. О сигнализаци-
онной надежности периметровых
(7) при условии (1): средств обнаружения / БДИ, 2004.
1 − № 2. − С. 32 − 38.
где si − начальная координата участка. TΣ = ≤ 4 ч. 4. Звежинский С.С., Иванов В.А. Клас-
N
1
Если на участке si…si+Li последова-
тельно вглубь установлено два средс-
∑
i =1 Tл i
сификации и информационно-изме-
рительные модели средств обнару-
тва обнаружения СОj и СОk, которые Если условие не выполняется, то счи- жения / Специальная техника, 2007.
создают независимые рубежи охраны тается ФЭ∑ = 0. − № 6. − С. 26 − 33.
19Вы также можете почитать
