РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОХРАНЫ ОСОБО ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1. Особенности функционирования систем защиты объектов и проблема истинности срабатывания сигнала тревоги
Как отмечалось выше существует ряд объектов, которые можно отнести к особо важным. Системы охраны таких объектов характеризуются, прежде всего тем, что достоверность их работы определяет не только безопасность самого объекта, но безопасность связанных с ним людей [1-5]. Отказ системы охраны особо важного объекта может иметь геополитическое значение. Разнотипность объектов, которые необходимо оснастить надежной охраной, значительная протяженность периметра их территорий, ужесточают требования к параметрам надежности, что, в свою очередь, резко усложняет задачу обеспечения достоверности работы системы охраны в целом.
Среди действующих распределенных систем охраны объектов, в качестве примера, можно указать RADIOCONTACT (Северная Ирландия), GEOQUIP (Англия), ARZENAL (Венгрия), MAGAL (Израиль) и т.д.[1-4]. Особенностью этих систем является разбиение периметра охраняемой ими территории на участки (зоны), длина которых колеблется от 50 до 300м в зависимости от типа применяемых датчиков и условий эксплуатации. Сигналы от датчиков поступают по кабельной сети к микропроцессорному пульту обработки сигналов, находящемуся в помещении охраны. Часто этот пульт оснащается средствами вывода световых и звуковых сигналов, а также алфавитно-цифровой индикации, на которые выдается сообщение о факте проникновения, месте и характере нарушения.
Системы охраны таких объектов иногда сильно отличаются не только принципами архитектурной организации, но и особенностями своих составляющих - подсистем получения первичной информации об охраняемом объекте. Эти подсистемы используют в своем составе разнообразные датчики, реагирующие на нарушение. К наиболее распространенным можно отнести датчики на основе оптоволоконного кабеля, пьезоэффекта, электромеханические, инфракрасные датчики движения, лазерные, электромагнитные, датчики на основе излучающего высокочастотного кабеля типа Leaky feeder, сейсмические, микроволновые, а также видеокамеры и др.[1-5, 11-23]. Наиболее часто применяется многоуровневая архитектура, показанная в работе [2]. Здесь от датчиков к концентратору поступает информация о различных нарушениях. Концентратор преобразует эти сигналы в последовательность битов, которая передается на узловой аппарат или коммутатор и далее, после преобразования, на компьютер. В переданной информации содержится информация о коде нарушения или неисправности, а также о типе и расположении датчика. Поскольку ни один из датчиков не может быть абсолютно надежным, всегда существует определенная вероятность отказа таких систем.
Для повышения надежности охраны особо важных объектов, распределенных на большой территории, предлагается стратегия создания интегрированной системы охраны. Она должна характеризоваться следующими особенностями:
1.Варьируемыми критериями надежности, которые должны обеспечивать предъявленные требования к достоверности при реконфигурации и других изменениях в системе охраны.
2.Оптимальным сочетанием различных подсистем, построенных на основе датчиков различных физических принципов, дающих при интеграции наибольшую надежность.
Заметим, что каждый из используемых типов датчиков имеет свои недостатки, наиболее серьезным из них является появление на их выходах сигналов, приводящих к ложным срабатываниям. Так, например, Leaky Feeder может срабатывать на крупных животных или птиц, ИК-датчик обнаружения может неадекватно отреагировать на солнце, дождь, снег и туман, а сейсмические датчики - на проезжающую мимо машину и т.д.
Мы исходим из того, что автоматизированная система охраны интегрирована большим количеством распределенных на значительном периметре датчиков различных принципов работы и возможно поступление определенного количества ложных срабатываний на главный компьютер системы. Если такого рода сигналы тревоги поступают к оператору системы достаточно часто, заставляя его совершать большое количество проверок этих тревог, что к быстрой утомляемости и неадекватной реакции на действительное нарушение. Поэтому возникает задача: какими из срабатываний датчиков можно пренебречь с тем условием, чтобы надежность работы всей системы охраны оставалась достаточно высока.
Для построения такой экспертной системы распознавания истинности тревоги рассмотрим следующую модель.
Допустим, что потенциальный нарушитель обладает рядом характеристик ,,...,, которые фиксируются приборами наблюдения, а каждый из применяемых датчиков может однозначно определить некоторое число из этих характеристик.
Отметим, что при нарушении каждый датчик выдает определенный набор характеристик, которые затем передаются центральному компьютеру.
Нашей целью является нахождение структуры такой обучающейся программы, которая могла бы определить, какие из срабатываний датчиков являются "ложными", а какие необходимо рассматривать оператору системы как посягательство на безопасность охраняемого объекта.
Предлагается построение автоматизированной системы охраны распределенных объектов на основе самообучающейся экспертной системы, которая бы умела автоматически определять, является ли данное срабатывание ложным или оно спровоцировано внешним посягательством или вторжением.
Наиболее привлекательным путем решения поставленной задачи, по нашему мнению, может быть применение базового метода процедур индуктивного вывода. Примеры эффективного применения процедур индуктивного вывода показаны в работах [87,91].
Вывод строится на основании данных, поступающих от приборов, установленных по периметру охраняемой системы и описание поступает в виде вектора характеристик, поступающих от датчиков: ,,..., , . В процедурах индуктивного вывода полагается, что ,,..., - это измерения объекта, а - значение характеристики, которую необходимо определить; например, в системе охра