RU2790795C2 - Способ обеспечения комплексной безопасности объектов, территорий и населения на базе программно-аппаратных комплексов и универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области контроля и обеспечения безопасности на стационарных объектах. Техническим результатом является организация системы безопасности, которая при наблюдениях за контролируемым объектом учитывает совокупность неблагоприятных факторов и явлений, представляющих угрозу в совокупности. Технический результат заявленного решения достигается тем, что осуществляют подготовку и загрузку исходных данных, определяют правила для формирования тревожных сигналов по выходу за границы допустимых значений показаний сенсоров, определяют правила многофакторного анализа множества неблагоприятных факторов и явлений, которые в совокупности могут представлять угрозу, и адаптивного прогноза изменения уровня угрозы под действием этих факторов и явлений; организуют взаимодействия с внешними системами безопасности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Description

Группа изобретений относится к комплексу контроля и обеспечения безопасности, способу работы комплекса обеспечения безопасности и способу управления системой комплексной безопасности, интегрированной с внешними системами обеспечения безопасности, на стационарных объектах, на объектах и территориях с массовым пребыванием людей, потенциально опасных объектах, социально значимых объектах, на объектах промышленности и критически важной инфраструктуры (далее - объекты обеспечения безопасности).

Цифровизация общества и развитие технологий, с одной стороны, расширяют перечень доступных населению сервисов и услуг, с другой - значительно увеличивают перечень возможных угроз безопасности (безопасность инженерно-технических сооружений, информационная безопасность и проч.). В этой связи необходимо отметить, что общей характерной особенностью угроз на современном этапе является их взаимосвязанный характер, выражающийся в том, что одно возникающее бедствие (или реализация угрозы) может вызывать целую цепочку других катастрофических процессов (эффект домино), что определяет необходимость комплексного подхода к обеспечению безопасности на объектах обеспечения безопасности.

Указанные обстоятельства обуславливают возрастание требований к системам обеспечения безопасности как по времени выполнения, так и по качеству решения задач обеспечения комплексной безопасности.

На текущий момент сложилась устойчивая тенденция к независимому развитию множества слабо интегрированных между собой специализированных систем безопасности объектов, территорий и населения, реализующих, как правило, отдельные аспекты: система контроля и управление доступом, система видеонаблюдения, система мониторинга инженерных систем, фото-видео фиксация, оповещения должностных лиц и населения и проч.

В условиях комплексных угроз общая эффективность функционирования органов противодействия угрозам, оснащенных множеством разнородных систем снижается, что обусловлено частичным дублированием функций в этих системах, затрудненным информационным обменом между ними и, как следствие, сложностью принятия обоснованного решения в сжатые сроки и управления подобными системами.

Известен способ обеспечения комплексной безопасности на базе аппаратно-программного комплекса (далее - АПК) «Безопасный город» [1], основными задачами которого являются: организация эффективной работы единой дежурно-диспетчерской службы (далее - ЕДДС) муниципального образования для предупреждения и реагирования на кризисные ситуации и происшествия, консолидация данных обо всех угрозах и их мониторинг в режиме реального времени, а также автоматизация работы всех муниципальных и экстренных служб муниципального образования. Алгоритм действий диспетчерского персонала состоит из следующих действий: прием вызовов (сообщений) о кризисных ситуациях и происшествиях любого характера (далее - КСиП); оповещение и информирование руководства муниципального района (городского округа), органов управления, сил и средств на территории муниципального образования, предназначенных и выделяемых (привлекаемых) для предупреждения и ликвидации КСиП, населения и дежурно-диспетчерских служб (далее - ДДС) экстренных оперативных служб и организаций (объектов) о КСиП через местную (действующую на территории муниципального образования) систему оповещения населения; регистрация и документирование всех входящих и исходящих сообщений, вызовов от населения, обобщение информации о произошедших КСиП (за сутки дежурства); оперативное управление силами и средствами Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее - РСЧС).

В данном способе отсутствует аналитический аппарат для обработки всех поступающих сигналов от внешних подсистем, а не только угроз, что не в полной мере обеспечивает комплексный подход к обеспечению безопасности.

Известен также способ обеспечения комплексной безопасности на базе Общероссийской комплексной системы информирования и оповещения населения (далее - ОКСИОН) [2], который обеспечивает доведение информации и сигналов оповещения до органов управления, сил и средств гражданской обороны, сил Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее - РСЧС) и населения об опасностях, возникающих при ведении военных действий или вследствие этих действий, а также угрозе возникновения или возникновении чрезвычайных ситуаций (далее - ЧС) природного и техногенного характера.

Алгоритм действий оперативного дежурного ОКСИОН включает: получение информации о ЧС от оперативного дежурного Национального центра управления в кризисных ситуациях (далее - НЦУКС); проверка достоверности полученной информации; доведение информации до руководства ФАУ «ИЦ Оксион»; разработка текстовой оперативной информации; подборка из базы данных оперативных информационных материалов по возникшей ЧС; согласование со старшим оперативным дежурным НЦУКС оперативного информационного материала; доклад старшему оперативному дежурному (далее - СОД) НЦУКС о выполненных мероприятиях по информированию населения после вывода информации на терминальные комплексы; проверка данных по организации оповещения и информирования населения в районе; проведение анализа действий оперативных дежурных ОКСИОН при проведении оповещения населения в районе ЧС и доклад результатов СОД (время выполнения - (Ч + 1.00)).

Существенным недостатком системы комплексной безопасности ОКСИОН являются большой промежуток (до 60 мин) времени от получения тревожного сигнала до начала оповещения, поскольку много времени уходит на согласования и проверку информации и подготовку решения, осуществляемые без применения средств автоматизации.

Следует также отметить ограниченные возможности данной системы по сбору информации состояния, поскольку она использует только видеокамеры, размещенные совместно со средствами оповещения.

Наиболее близким к заявляемому способу является техническое решение, описанное в патенте Российской Федерации, где предложен способ работы комплекса контроля безопасности на стационарном объекте [3].

Данный способ содержит этапы, на которых:

- непрерывно регистрируют данные по меньшей мере одним средством регистрации комплекса контроля безопасности на стационарном объекте в, по меньшей мере, одной контролируемой зоне;

- формируют маркеры безопасности, причем каждый маркер безопасности содержит, по меньшей мере, скалярное значение контрольного показателя уровня безопасности;

- сохраняют маркеры безопасности для контролируемой зоны в локальном хранилище маркеров безопасности комплекса контроля безопасности на стационарном объекте;

- передают маркеры безопасности на центральный узел системы управления комплексами контроля безопасности на стационарных объектах по доступной сети связи.

Существенным недостатком данного способа является то, что на центральный узел системы управления комплексами контроля безопасности на стационарных объектах поступает только маркер безопасности, содержащий скалярное значение контрольного показателя уровня безопасности, тогда как в способе обеспечения комплексной безопасности объектов и территорий на базе программно-аппаратных комплексов реализовано получение сигналов от всех сенсоров внешних систем безопасности и обработка их в центральном узле управления для выявления совокупности неблагоприятных факторов и явлений, совместное действие которых может представлять угрозу. Также в рассматриваемом способе не предусмотрено раннее предупреждение о возможной угрозе за счет формирования тревожного сигнала при проявлении тенденции к существенному изменению наблюдаемого параметра (т.е. прогноза).

Также известен комплекс контроля безопасности на стационарном объекте [3], содержащий: подсистему мониторинга, выполненную с возможностью непрерывного сбора данных с по меньшей мере одной внешней системы безопасности; подсистему информационно-аналитического сопровождения, в которой формируется маркер безопасности; подсистему хранения данных и подсистему оповещения.

В подсистеме информационно-аналитического сопровождения тревожный сигнал формируется только при выходе значения маркера безопасности за заданные пределы, что исключает выявление сочетания неблагоприятных факторов и явлений, которые в совокупности могут представлять угрозу. В рассматриваемом комплексе также не предусмотрена возможность выбора наилучшего сценария противодействия угрозе или их совокупности.

Заявляемая группа изобретений направлена на решение вышеупомянутых проблем уровня техники.

Техническим результатом заявляемых решений является организация такой системы безопасности, которая при наблюдениях за контролируемым объектом учитывает совокупность фактических и прогнозируемых неблагоприятных факторов и явлений, представляющих угрозу в совокупности.

Для достижения указанного технического результата в первом объекте настоящего изобретения предложен способ обеспечения комплексной безопасности объектов, территорий и населения на базе программно-аппаратных комплексов. Применение упомянутого способа заключается в работе универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности по определенному алгоритму.

Обобщенный алгоритм функционирования универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности (фиг.1) описывается следующим образом:

Блок 1. Начало процесса.

Блок 2. Подготовка и загрузка исходных данных, включающая:

- подготовку и занесение в машинную информационную базу цифровой карты района размещения объекта и (при необходимости) планов этажей зданий и сооружений с указанием мест размещения сенсоров внешних систем безопасности, в т.ч. и средств видеофиксации (видеокамер) и секторов их обзора;

- подготовку исходных данных, начальных установок и заполнение словарей и классификаторов;

- определение правил для формирования тревожных сигналов по выходу за допустимые границы значений показаний сенсоров, а также при краткосрочном прогнозировании и многофакторном анализе;

- разработку вариантов сценариев действий персонала дежурной смены, а также дежурных сил и активных средств при противодействии возникающим угрозам, включая информирование руководства и оповещение населения.

Блок 3. Организация взаимодействия с внешними системами заключается в публикации сенсоров внешних систем (присвоении им уникальных системных имен - идентификаторов) и подписке на них программных модулей (определении множества сенсоров, сигналы от которых поступают в конкретный модуль). Метод публикации и подписки обеспечивает, во-первых, возможность подключения большого количества источников данных; во-вторых, обеспечивает параллельную работу различных модулей с одними и теми же данными.

Блок 4. Переход универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности в стационарный режим работы, характеризующийся установлением связи с внешними системами и накоплением массива измерений значений сенсоров, достаточного для реализации краткосрочного прогноза (не менее 100 отсчетов).

Далее параллельно выполняются два процесса:

Периодическое считывание сигналов сенсоров (блоки 5-6) и их обработка (блок 7-8). Обработка сигналов включает параллельно выполняемые процессы:

- выделение тревожных значений, например, выход за пределы допустимых значений сенсора пожарной сигнализации или срабатывание «сухих контактов» сенсора открывания двери в режимную зону;

- проведение краткосрочного прогноза, сущность которого состоит в выявлении опасных тенденций до того, как показания сенсора пересекут тревожную границу (например, изменение температуры с 22 до 40°С за пять минут);

- проведение многофакторного анализа. Его суть - выделение групп событий, по отдельности не относящихся к тревожным, но в совокупности образующих угрозу.

Каждый из перечисленных выше процессов способен формировать тревожный сигнал.

Блок 9. При формировании тревожного сигнала производится количественная оценка априорно разработанных сценариев противодействия угрозы по актуальным данным (место и характер возникновения угрозы, ресурс дежурных сил и активных средств), реализуемая в блоке 10. Сценарий для реализации выбирается оператором из списка, ранжированного по заданному критерию (время ликвидации, привлекаемые ресурсы).

Реализация сценария предусматривает выполнение ряда параллельных действий:

Блок 11. Оповещение должностных лиц по предусмотренному сценарием списку (осуществляется автоматически с использованием заданных видов и каналов связи).

Блок 12. Управление дежурными силами и активными средствами и координация их действий.

Блок 13. При необходимости проводится оповещение (информирование) населения в заданном районе.

Блок 14. При разрастании угрозы может производиться выбор нового (уточненного) сценария действий с новыми актуальными данными (блок 15).

Блок 16. Противодействие угрозе (после ее отражения) завершается подготовкой отчетных документов с частично автоматическим заполнением заранее разработанных шаблонов.

Условием завершения процесса является выключение универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности, например, для устранения неисправностей или проведения регламентных работ (блоки 6, 8, 17).

Выбор сценария действий

Сценарий в данном контексте представляет собой описание совокупности взаимосвязанных действий должностных лиц дежурной смены и дежурных сил и активных средств при противодействии конкретному виду угрозы, либо комплексной угрозе. Формализованное описание сценария представляется в виде связанного ориентированного графа, так, что ряд действий может происходить параллельно, а некоторые действия могут быть выполнены только после завершения предыдущих.

Поскольку цель всегда достижима более чем одним путем, варианты сценариев для различных условий разрабатываются заблаговременно с привлечением опыта экспертов, либо результатов моделирования.

Алгоритм выбора сценария действий по отражению угрозы (фиг.2) описывается следующим образом.

Блок 1. Алгоритм инициируется при получении тревожного сигнала, сформированного в результате работы блока 7 обобщенного алгоритма работы.

Блок 2. Автоматически по показаниям сенсоров внешних систем, способных реагировать на угрозу, и/или в ручном режиме оператором вводятся параметры угрозы.

Блок 3. По актуальным данным уточняется ресурс дежурных сил и активных средств и их расположение (например, часть их может быть задействована для противодействия другой угрозе, либо находиться на значительном удалении от очага угрозы).

Блок 5. Для каждого из вариантов действий (блоки 4, 6 и 7) при подставленных данных об угрозе и доступных ресурсах для ее отражения рассчитываются показатели эффективности: время на устранение угрозы, необходимые ресурсы (люди и материальные средства), вероятность ликвидации угрозы. Поскольку вариант сценария описывается орграфом, для этого используется математический аппарат сетевого планирования и управления.

Блок 8. Дежурный оператор выбирает один из перечисленных в п. 5 показателей эффективности.

Блок 9. Рассчитанные варианты сценария ранжируются по выбранному показателю, что обеспечивает выбор наилучшего по выбранному критерию и при заданных условиях варианта действий.

Многофакторный анализ событий

Целью многофакторного анализа является выявление предпосылок к возникновению комплексных угроз, проявляющихся как неблагоприятное сочетание факторов, совместное действие которых может представлять угрозу.

Алгоритмы многофакторного анализа разработаны для следующих видов угроз:

- диверсии (терроризма);

- несанкционированного доступа к информации в локальной информационно-вычислительной сети организации;

- угроз техногенного и природно-климатического характера (чрезвычайной ситуации).

Для обнаружения и идентификации комплексной угрозы используется метод многофакторного накопления, заключающийся в оценке каждого события из заранее определенного перечня некоторым числовым коэффициентом, определяемым экспертным путем и измеряемым в балльной шкале. Чем больше величина коэффициента, тем более значимым является событие в комплексной угрозе.

Примерами событий, вносимых в перечень, являются:

- периоды проведения общественно значимых календарных событий (международные форумы, крупные спортивные соревнования;

- памятные даты (годовщины репрессий);

- государственные и религиозные праздники и т.п.

Отдельным видом событий являются объективные данные о повышении активности (или появлении в районе охраняемых объектов) террористических/диверсионных групп.

Сумма оценок совместно происходящих событий, накопленная в скользящем окне фиксированной длины Δt = t - t₀, вычисляется динамически. Полученное значение сопоставляется с порогами повышенной и высокой вероятности угрозы.

Определение уровня комплексной угрозы i-го типа на время t производится по выражению (1):

где

- количество обрабатываемых событий;

- коэффициент, присваиваемый экспертом i-му событию в j-й угрозе;

- коэффициент, учитывающий спад влияния события с течением времени (определяется по выражению 2);

- коэффициент, учитывающий ухудшение видимости в зависимости от времени суток и погодных условий во время i-го события. В условиях хорошей видимости Н(t_i) = 1, в условиях плохой видимости H(t_i) = 2;

- коэффициент, учитывающий попадание в скользящее окно значимых календарных событий (определяется аналогично H(t_i));

- коэффициент, учитывающий уровень террористической опасности (определяется по выражению 3);

- коэффициент, учитывающий влияние факторов, маскирующих, либо сопровождающих действия диверсионных (террористических) групп (определяется по выражению 4).

Коэффициент W(t_i) определяется следующим образом:

где τ - смещение момента t, на который производится расчет уровня угрозы относительно времени события. τ_max принимается равным суткам.

Коэффициент F(t), учитывающий уровень террористической опасности определяется следующим образом:

где

- введенный в регионе уровень террористической опасности (синий, желтый или красный).

Коэффициент A(t), учитывающий влияние факторов, маскирующих либо сопровождающих действия диверсионных (террористических) групп, определяется следующим образом:

где

- пороговые значения показателя, соответствующие повышенной и высокой вероятности присутствия фактора, маскирующего, либо сопровождающего действий диверсионных (террористических) групп;

- текущий показатель, определяемый по выражению 5:

где

- количество факторов;

определяется экспертным путем (см. табл.1).

Многофакторный анализ угроз несанкционированного доступа к информации, а также угроз техногенного и природно-климатического характера производится с применением аналогичного математического аппарата.

Пороговые значения результатов многофакторного анализа по областям применения определяются экспертным путем.

Подготовка к применению многофакторного анализа включает:

- определение событий и их балльной оценки для различных видов угроз (табл. 2);

- определение сопутствующих событий и их балльной оценки для различных видов угроз (табл. 1);

- определение ширины скользящего окна наблюдений, его дискреты (по умолчанию - сутки) и ввод других необходимых данных.

Для реализации алгоритма необходимо накопление в базе данных событий (табл. 1, 2) и условий, в которых они происходили (например, условия плохой видимости, что может определяться автоматически по данным систем видеоаналитики).

Алгоритм многофакторного анализа (фиг.3) реализуется следующим образом:

Блок 1. Начало работы.

Блок 2. Начало отсчета дискреты времени. Необходимость дискретизации обусловлена учетом календарных событий.

Блок 3. Из базы данных считываются календарные события, а также накопленные за предыдущий период события и условия, в которых они происходили.

Блок 4. Алгоритм реализует два основных способа: наблюдение за обстановкой и прогнозирование уровня угрозы.

Блок 5. При наблюдении по выражениям 1-5 производится расчет степени угрозы на текущее время (определяется временем поступления последнего из учитываемых в расчетах событий). Расчет производится раздельно для угрозы диверсии (террористических действий), угрозы информационной безопасности и угрозы, обусловленной влиянием техногенных факторов и факторов природно-климатического характера.

Блок 6. Результат расчетов отображается в числовой (или графической форме). В последнем случае значения показателей угрозы отображаются на временной шкале. При превышении установленных пороговых значений формируется тревожный сигнал.

Блок 7. При поступлении новых событий, внесенных в табл. 1, 2, производится перерасчет показателя угрозы.

Блок 9. При переходе к новой дискрете времени (завершении временного интервала) производится считывание из БД информации о календарных событиях, которые необходимо учесть.

Блок 10. При прогнозировании определяется горизонт прогноза (дата, на которую формируется прогноз).

Блок 11. Вводятся данные о предстоящих календарных событиях, природных явлениях (например, по данным Росгидромета) и т.п.

После расчетов по выражениям 1-5 формируется количественное значение уровня угрозы при введенных значениях.

Адаптивный краткосрочный прогноз

Целью краткосрочного прогноза является формирование тревожного сигнала при проявлении тенденции к существенному изменению наблюдаемого параметра. Исходные данные: временной ряд, образованный результатами измерений значений сенсора через равные промежутки времени. Результатом прогнозирования является временной интервал, через который наблюдаемый параметр достигнет заранее установленного критического порога.

Алгоритм адаптивного краткосрочного прогноза (фиг.4) описывается следующим образом.

Для работы алгоритма необходимо определить:

- верхнее и нижнее значение диапазона правдоподобных данных

- ширину скользящего окна для формирования прогноза и горизонт прогнозирования

- ширину скользящего окна сглаживания данных

- пороговый уровень высокой динамики первой производной

- критический уровень схожести прогноза

- минимальная длина интервала экстраполяции

- набор аппроксимирующих функций. На практике для работы выбраны линейная, экспоненциальная и перевернутая экспоненциальная функции.

Блок 1. Начало работы. Процесс инициируется либо при получении новых исходных данных, либо через заданные интервалы времени.

Блок 2. Получение набора исходных данных и отбрасывание заведомо ложных значений, так, что

Блок 3. Расчет первой производной временного ряда значений в скользящем окне ширины

Расчет производится с учетом заданного интервала сглаживания

Блок 4. Если уровень высокой динамики первой производной Dh не достигнут, а также не требуется прекращение работы (блок 19), процесс возвращается к блоку 2.

Блок 5. При превышении уровня динамики первой производной временного ряда выделяется последовательность отсчетов размерности N_D, попавшая в интервал подтверждения высокой динамики.

Блок 6. Данная последовательность разбивается на две примерно равные части размерности N_A и N_B.

Блок 8. Проводится аппроксимация последовательности Na аппроксимирующими функциями.

Блок 9. Проводится экстраполяция значений аппроксимирующей функции на количество отсчетов N_B.

Блок 10. Для расчета метрики схожести прогноза используется мате, аппарат метода наименьших квадратов. Шаги 8-10 повторяются для каждой аппроксимирующей функции (блоки 7, 11, 12).

Блок 13. Аппроксимирующая функция для последующих вычислений выбирается по критерию минимума значения метрики схожести прогноза.

Блок 14. Если значение выбранной метрики превышает заданное пороговое значение

то производится адаптация набора данных, для чего в качестве исходной последовательности N_D принимается последовательность N_B, которая снова делится на две равные части (блок 15).

Блок 16. Шаги алгоритма 7-13 повторяются пока, либо не будет получен результат, удовлетворяющий условию (блок 14), либо длина последовательности N_B не окажется меньше наперед заданного значения. В последнем случае прогноз формируется на основании тренда по выборке, полученной в блоке 5 (блок 17).

Блок 18. Расчет времени достижения заданного критического значения показаний сенсора производится либо по выбранной аппроксимирующей функции, либо по тренду. Этот показатель и является результатом работы алгоритма краткосрочного адаптивного анализа.

Дополнительными эффектами, проявляющимися при осуществлении заявленного способа, являются:

- осуществление комплексного подхода к обеспечению безопасности и реализация полного цикла при противодействии угрозе (планирование (варианты сценариев противодействия), обнаружение угрозы, принятие решения на противодействие угрозе, управление дежурными силами и активными средствами (в т.ч. оповещение); разработка отчетных документов о действиях при противодействии угрозе);

- обеспечение ситуационной осведомленности органа управления путем получения информации о характере и месте проявления угрозы по показаниям различных сенсоров, включая и средства фото-видеофиксации;

- реализация полного цикла управления при отражении угрозы путем непосредственного управления дежурными силами и активными средствами;

- сокращение времени реакции органа управления системой безопасности путем выбора наилучшего при сложившейся ситуации сценария противодействия угрозе или их совокупности.

Для достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложен универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности. Состав и структура универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности

Универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности состоит из функциональных подсистем, каждая из которых образована набором модулей (фиг.5).

1. Подсистема комплексного мониторинга предназначена для обеспечения согласованной работы универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности с внешними системами обеспечения безопасности. Она обеспечивает получение сигналов от внешних (по отношению к универсальному программно-аппаратному комплексу управления системой комплексной безопасности) специализированных системам безопасности, а также передачу им сигналов управления (при наличии возможности во внешней системе).

Состав подсистемы:

1.1. Модули сопряжения с внешними системами безопасности обеспечивают согласование универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности по входу и выходу с разнородными системами безопасности;

1.2. Модуль функционального контроля обеспечивает:

- сбор и преобразование (нормирование) сигналов от всех сенсоров внешних систем безопасности;

- сбор данных о состоянии модулей (подсистем) универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности и внешних систем с целью контроля их работоспособности.

2. Подсистема информационно-аналитического сопровождения предназначена для выявления частных и комплексных угроз безопасности защищаемому объекту. Она обеспечивает выполнение информационно-расчетных задач по запросу оператора или модулей универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности.

Состав подсистемы:

2.1. Модуль обнаружения угроз обеспечивает выявление отклонений значений сенсоров внешних систем от нормативных, либо срабатывание сенсоров по «сухим контактам».

2.2. Модуль адаптивного краткосрочного прогнозирования обеспечивает формирование прогноза наблюдаемых параметров в соответствии с приведенным алгоритмом.

2.3. Модуль многофакторного анализа обеспечивает выявление совокупности факторов, характерных для ряда угроз в соответствии с приведенным алгоритмом.

2.4. Модуль расчетных задач обеспечивает решение задач по определению зон поражения при распространении АХОВ, затопления и т.п.по известным алгоритмам;

2.5. Модуль оценки защищенности объекта рассчитывает скалярную оценку защищенности, исходя из сложившейся обстановки, состояния внешних систем и подсистем (модулей) универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности, а также возможностей дежурных сил и активных средств.

3. Подсистема оповещения предназначена для информирования должностных лиц и оповещения населения в случае возникновения угроз (чрезвычайных ситуаций). Она обеспечивает избирательное, групповое и циркулярное оповещение различными способами и по различным каналам связи.

Состав подсистемы:

3.1. Модуль управления оповещением обеспечивает выбор группы абонентов и способа (способов) их оповещения в различных ситуациях, а также (при наличии технической возможности) подтверждение о получении сообщения.

3.2. Модуль формирования сообщений обеспечивает подготовку текста сообщения и формирование на его основе аудиофайла для речевого оповещения.

3.3. Модуль сопряжения обеспечивает взаимодействие с системами оповещения/связи.

4. Подсистема хранения данных предназначена для накопления разнородных данных в интересах их многоаспектного использования. Она обеспечивает:

- накопление разнородных данных (фактографических, частично формализованных и неформализованных);

- управление данными (выборка, редактирование и удаление).

Состав подсистемы:

4.1. База данных, обеспечивающая операции с фактографическими данными.

4.2. Модуль управления файлами, обеспечивающий работу с файлами аудиозаписей, шаблонов документов и т.п.

4.3. Справочники, словари и классификаторы обеспечивают функционирование программных модулей универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности.

4.4. Модуль хранения геопространственных данных обеспечивает работу ГИС в составе универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности.

Связи данной подсистемы показаны не полностью, чтобы не загромождать фиг.5.

5. Подсистема поддержки принятия решений предназначена для автоматизации процессов интеллектуальной деятельности операторов универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности. Она обеспечивает:

- разработку сценариев реагирования на угрозы и управление ими в различных ситуациях;

- управление дежурными силами и активными средствами при отражении угрозы и координацию их действий;

- автоматическое заполнение шаблонов документов при подготовке отчетов.

Состав:

5.1. Модуль отображения обстановки обеспечивает:

- отображение на электронной карте размещение элементов защищаемого объекта и прилегающей территории, а также размещение сенсоров внешних систем, секторов обзора камер видеонаблюдения и другой геопространственной информации;

- графическое или табличное отображение информации состояния сенсоров внешних систем;

- отображение оператору сообщений, формируемых подсистемами (модулями) универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности;

- визуальное отображение комплексной защищенности объекта.

5.2. Модуль управления сценариями обеспечивает:

- заблаговременную разработку сценариев действий в различных ситуациях при различных угрозах;

- расчет эффективности действий сценариев по заданным показателям, как то: время выполнения, привлекаемые дежурные силы и активные средства, необходимые ресурсы и т.п.;

- доведение действий по сценарию до операторов постов, задействованных для его выполнения.

5.3. Модуль ручного запуска сценариев действий обеспечивает выбор и запуск одного из сценариев в соответствии с обстановкой или при проведении тренировок в составе дежурной смены.

5.4. Модуль управления дежурными силами и активными средствами обеспечивает:

- доведение команд, определенных в сценарии, до исполнителей и фиксацию времени их выполнения;

- формирование маршрутов выдвижения робототехнических средств (полетов БЛА) и непосредственное выполнение ими задач/работ (например, при разминировании).

5.5. Модуль формирования документов обеспечивает формирование отчетных документов о действиях дежурной смены и дежурных сил и активных средств при противодействии угрозе путем автоматического заполнения шаблонов документов.

5.6. Модуль организации деятельности дежурной смены является вспомогательным и не задействуется при противодействии угрозе. Он обеспечивает:

- разработку графика дежурств;

- учет времени работы дежурных операторов за период времени;

- подготовку данных для оценивания работы операторов в дежурной смене;

- подготовку данных для оценивания дежурных смен за период (месяц, квартал и т.д.).

6. Модуль геоинформационной системы предназначен для предоставления геопространственных данных, необходимых при решении расчетных задач, а также для визуального отображения геопространственной информации.

7. Функциональная подсистема управления работой универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности (на схеме не показана) предназначена для обеспечения эффективного функционирования комплекса и обеспечивает:

- настройку программных и программно-аппаратных модулей универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности;

- определение источника данных или ручной ввод данных, необходимый для работы модулей;

- управление модулями универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности во время его функционирования.

Ряд модулей универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности, не участвующих непосредственно реализации основных функций, на фиг.5 не показаны.

Группа изобретений поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен обобщенный алгоритм функционирования универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности;

на фиг.2 - алгоритм выбора сценария действий по отражению угрозы;

на фиг.3 - алгоритм многофакторного анализа;

на фиг.4 - алгоритм адаптивного краткосрочного прогноза;

на фиг.5 - состав и структура универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности.

Описание работы комплекса

Универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности полагается готовым к работе, когда:

- внешние системы безопасности подключены к соответствующим модулям сопряжения (1.1), обеспечено получение сигналов от них и управление ими (при наличии технической возможности);

- завершена подписка модулей подсистемы информационно-аналитического сопровождения на показания сенсоров внешних систем через модуль функционального контроля;

- разработаны варианты сценариев действий при противодействии угрозам в различной обстановке;

- загружены необходимые справочники, словари и классификаторы, необходимые для нормальной работы программных компонентов универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности;

- в модуле хранения геопространственных данных имеются карты местности, планы объектов, а также поэтажные планы зданий объекта обеспечения безопасности.

- универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности находится в стационарном режиме, как описано в разделе «Раскрытие сущности» в обобщенном алгоритме функционирования универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности.

Работа универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности в дежурном режиме Сигналы от сенсоров внешних систем безопасности через модули сопряжения (1.1) поступают в модуль функционального контроля (1.2). В зависимости от интерфейса, предоставляемого внешней системой, показания либо предоставляются ей самой, либо опрос производится соответствующим модулем сопряжения (1.1). Поступающие сигналы записываются в базу данных (4.1).

В модуле функционального контроля производится нормирование значений сигналов для приведения их одинаковым шкалам измерений.

Например, некоторые системы выдают контролируемые значения напряжения в сети в виде целого числа, равного напряжению в вольтах, умноженного на 10: 2212 ≈ 220 вольт.

Нормированные значения измерений поступают на модули (2.1)-(2.3) подсистемы информационно-аналитического сопровождения в соответствии с подпиской. При отсутствии оснований тревожные сигналы указанными модулями не формируются.

Модуль оценки защищенности (2.5) для формирования скалярной оценки использует данные состояния внешних систем и их сенсоров, подсистем (модулей) универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности, а также возможностей дежурных сил и активных средств (модули (5.4) и (5.6)).

Дежурный оператор имеет возможность выбрать сенсоры и просмотреть динамику их показаний через модуль отображения обстановки (5.1). Через этот же модуль он может вывести на дисплей изображения, поступающие от видеокамер, рассматриваемых в настоящем описании как внешние системы. Работа универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности при обнаружении угрозы

Источниками тревожных сигналов в универсальном программно-аппаратного комплексе управления системой комплексной безопасности являются модули подсистемы информационно-аналитического сопровождения (2), исходные данные для которых поступают от модуля функционального контроля (1.2).

а) обнаружение угроз по выходу значений показаний сенсоров за нормативные пределы:

- показания сенсоров, нормированные в модуле функционального контроля (1.2) с заданной периодичностью поступают в модуль обнаружения угроз;

- в случае выхода значений сенсора за установленные пределы модулем обнаружения угроз (2.1) формируется тревожный сигнал.

Примерами подобных угроз могут служить:

- отказы в работе системы мониторинга инженерных систем (лифтового оборудования);

- нарушение правил обеспечения безопасности информации (неверный трехкратный ввод пароля);

- обнаружение БЛА неустановленной принадлежности в контролируемой зоне и т.п.

б) обнаружение угроз по данным адаптивного краткосрочного прогноза.

- показания сенсоров, нормированные в модуле функционального контроля (1.2) записываются в базу данных (4.1);

- с установленной периодичностью модуль адаптивного краткосрочного прогноза (2.2) считывает из базы данных (4.1) значения сенсоров, для которых осуществляется прогноз (определяется на этапе подготовки универсального программно-аппаратного комплекса управления системой комплексной безопасности к работе). Глубина ретроспективы определяется в соответствии с установленной шириной скользящего окна наблюдения, как это описано в алгоритме работы краткосрочного адаптивного прогноза;

- в случае если прогнозное значение на интервале упреждения (т.е. в заданных временных рамках) выходит за установленные пределы, сведения о результатах прогнозирования передаются в модуль обнаружения угроз (2.1). При этом, кроме идентификатора сенсора, значения которого прогнозируются, и допустимого значения измеряемой величины, передаются также сведения о времени, когда это значение будет превышено (или значения сенсора окажутся ниже допустимого, если критичной является нижняя граница диапазона допустимых значений).

Примерами угроз, выявляемых с помощью краткосрочного адаптивного прогноза, могут служить:

- повышение температуры в контролируемых помещениях;

- повышение уровня воды в водоемах;

- повышение концентрации вредных веществ в воздухе и т.п.

в) обнаружение угроз по результатам многофакторного анализа (рассматривается на примере подготовки террористического акта (диверсии).

Для реализации многофакторного анализа блоком (2.3) в него поступают следующие данные:

- условия видимости для расчета коэффициента H(t_i) оцениваются либо оператором, либо средствами видеонаблюдения, сигналы от которых поступают через модули (1.1) и (1.2);

- сведения о календарных значимых событиях для расчета коэффициента D(Δt) поступают из базы данных (4.1);

- сведения об уровне террористической опасности для расчета коэффициента F(t) поступают по каналам взаимодействия (оповещения) от органов исполнительной власти.

Ниже приводится пример работы модуля многофакторного анализа.

Пусть события, служащие признаками террористического акта, происходят в течение одних суток, тогда W(t)i = 1 (выражение (2)). События происходят в светлое время суток, т.е. H(t) = 1; уровень террористической опасности - «синий»: F(t) = 1,3; значимых календарных событий нет (D(Δt) = 1).

Пороговые значения для учета влияния факторов, маскирующих, либо сопровождающих действия диверсионных (террористических) групп (выражение (4)) определены следующим образом:

- уровень повышенной вероятности B_sup = 50 баллов;

- уровень высокой вероятности B_high = 120 баллов.

Пороговые значения для показателя угрозы диверсии рассчитываются по выражению (1) определены следующим образом:

- повышенная вероятность угрозы: 200 баллов;

- высокая вероятность угрозы: 500 баллов.

Пусть системами безопасности (внешними системами) выявлены следующие события (табл.2):

- появление визуально заметного человека на территории объекта защиты - 30 баллов;

- обнаружение БЛА - 70 баллов.

Также выявлены следующие события, сопровождающие действия диверсионных (террористических) групп (см. табл.1):

- обнаружение групп людей вблизи охраняемого объекта - 20 баллов;

- перебои с внешним электроснабжением - 50 баллов.

Тогда коэффициент A(t), рассчитанный по выражениям (4) и (5), принимается равным 1,5, а уровень комплексной угрозы равен 195 баллов, что соответствует повышенной вероятности угрозы. На этом основании модулем обнаружения угроз (2.1) формируется сообщение о повышенной вероятности угрозы.

При выявлении дополнительных косвенных признаков (табл.1):

- отказ элемента (элементов) внешних систем безопасности - 25 баллов;

- обнаружение радиоообмена вблизи охраняемого объекта - 50 баллов;

- коэффициент A(t) принимает значение, равное 2.

Уровень комплексной угрозы возрастает до 260 баллов.

Данные об обнаруженных угрозах и их характеристиках поступают в модуль отображения обстановки (5.1) для визуального представления на цифровой карте.

Также тревожный сигнал может быть сформирован вручную с помощью модуля ручного запуска сценариев действий (5.3). Необходимость этого возникает, к примеру, при поступлении информации об осложнении обстановки (возможных угрозах) в неформализованном виде от взаимодействующих органов, либо, как частный случай, при вероятности поражения АХОВ.

При поступлении тревожного сигнала модулем управления сценариями (5.2) через модуль функционального контроля (1.2) определяются сенсоры, обеспечивающие контроль района возникновения угрозы (пожарные датчики, сенсоры движения, видеокамеры с соответствующим сектором обзора и т.п.). Этим же модулем дается команда на отображение указанных сенсоров на карте (плане, в случае многоэтажности) объекта модуля отображения обстановки (5.1). Одновременно формируется сообщение оператору о возникновении угрозы (также отображается модулем (5.1)).

Перечень возможных сценариев выбирается модулем (5.2), исходя из типа угрозы (угроз). Оператором поста задается показатель, по которому производится выбор наилучшего сценария, после чего модулем (5.2) на основании актуальных данных о состоянии дежурных сил и активных средств противодействия угрозе производится расчет данного показателя для каждого из отобранных сценариев. Далее сценарии ранжируются (упорядочиваются) в порядке возрастания (убывания) заданного показателя, что облегчает оператору выбор оптимального варианта действий по критерию минимума (максимума) заданного показателя.

Реализация сценария начинается по команде оператора, после чего активизируется модуль управления дежурными силами и активными средствами (5.4), с помощью которого обеспечивается передача распоряжений дежурным силам и активным средствам в соответствии с выбранным сценарием противодействия угрозе, фиксация времени поступления докладов от них, а также осуществляется управление активными (робототехническими) средствами.

Одновременно модулем (5.2) инициируется работа модуля управления оповещением (3.1), которым формируется план оповещения (уведомления) должностных лиц о возникшей угрозе в соответствии с заранее составленным списком и способами оповещения. Наиболее распространенными способами оповещения данной категории лиц являются: телефонная (в т.ч. сотовая) связь, SMS-сообщения и электронная почта. Уведомления могут передаваться одновременно или последовательно в заданной очередности (в зависимости от настройки уведомлений); возможна передача сообщения по нескольким каналам, а также получение квитанции о приеме (при наличии технической возможности). Время передачи сообщений, используемого канала связи, а также время получения квитанции (поступают через модуль (3.3)) от модуля (3.1) передаются в модуль (5.2) для отметки о выполнении.

Для текстовых сообщений используются заранее подготовленные шаблоны, хранящиеся в подсистеме хранения данных (4), извлекаемые с помощью модуля управления данными (4.2) и заполняемые актуальными данными; преобразование их в речевые сообщения осуществляется модулем формирования сообщений (3.2). Следует подчеркнуть, что сформированное речевое сообщение поступает в подсистему (4); считывание их для передачи модулем сопряжения осуществляется модулем управления файлами (4.2). Для подтверждения получения сообщения используются следующие способы:

- для текстовых сообщений требуется ответное сообщение от абонента;

- для речевых сообщений - ответ на вызов или нажатие определенной клавиши (комбинации клавиш) на телефоне.

Результаты подтверждения через модуль сопряжения (3.3) поступают в модуль управления оповещением (3.1).

Если сценарием предусмотрено оповещение населения, текстовые SMS-сообщения передаются аналогично описанному выше, но без подтверждения получения; речевые сообщения формируются аналогично описанному выше, однако передаются через громкоговорители. Предусмотрено также оповещение с помощью сирен.

После завершения выполнения сценария (при необходимости и в ходе его выполнения) формируются необходимые документы. Для этого модулем формирования документов (5.5) через модуль управления файлами (4.2) запрашиваются необходимые шаблоны. Данные для их заполнения поступают от модуля управления сценариями (5.2), а для формирования графических документов - от модуля отображения обстановки (5.1).

Для проведения тренировок дежурной смены и дежурных сил и активных средств используются модули ручного запуска сценариев действий (5.3) и модуль организации деятельности дежурной смены (5.6). Модуль (5.3) обеспечивает выбор сценария действий; дежурная смена выполняет его с использованием модуля (5.4). Результаты тренировки фиксируются и оформляются в модуле (5.5).

Технически универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности реализован в виде следующих аппаратно-программных блоков: сервера, клиентских АРМ, устройства сопряжения и контроля. Связь между блоками осуществляется по протоколу HTTP.

Источники информации

1. Методические рекомендации по построению и развитию АПК «Безопасный город» в субъектах Российской Федерации. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.mchs.gov.ru/dokumenty/2924 (Дата обращения 09.12.2020).

2. Методические рекомендации по ОКСИОН. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://10.mchs.gov.ru/deyatelnost/napravleniya-deyatelnosti/organizaciya-raboty-sistem-svyazi-opoveshcheniya-i-avtomatizirovannyh-sistem-upravleniya/sistema-informirovaniya-naseleniya-oksion/metodicheskie-rekomendacii-po-oksion (Дата обращения 09.12.2020).

3. Комплекс контроля безопасности на стационарном объекте, способ работы комплекса контроля безопасности на стационарном объекте, система управления комплексами контроля безопасности на стационарных объектах и способ контроля безопасности в системе, состоящей из множества комплексов контроля безопасности: патент 2635832 Российская Федерация: МПК G08G 1/01/ Гуменюк P.P., Кузнецов Р.В., Комиссаренко И.В., Зверев Е.Ю., Юрков Ю.И., Брудков С.Н.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Институт глобальных информационных систем» - №2016122625, заявл. 08.06.2016, опубл. 16.11.2017.

Claims (7)

1. Способ обеспечения комплексной безопасности объектов, территорий и населения на базе программно-аппаратных комплексов, содержащий этапы, на которых осуществляется:

подготовка и загрузка исходных данных, включающая определение правил для формирования тревожных сигналов по выходу за границы допустимых значений показаний сенсоров, определение правил многофакторного анализа множества неблагоприятных факторов и явлений, которые в совокупности могут представлять угрозу, и адаптивного прогноза изменения уровня угрозы под действием этих факторов и явлений;

организация взаимодействия с внешними системами безопасности, заключающаяся в публикации адресов сенсоров внешних систем и подписке модулей комплекса на получение их значений;

переход комплекса в стационарный режим работы, характеризующийся установлением связи с внешними системами и накоплением массива измерений значений сенсоров, достаточного для реализации краткосрочного прогноза;

параллельное выполнение процессов: периодическое считывание сигналов и их обработка, причем обработка сигналов включает параллельно выполняемые процессы: выделение тревожных значений, проведение краткосрочного прогноза, сущность которого состоит в выявлении опасных тенденций до того, как показания сенсора пересекут тревожную границу, и многофакторного анализа, сущность которого состоит в выделении групп событий, по отдельности не относящихся к тревожным, но в совокупности образующих угрозу;

и формирование тревожного сигнала при выявлении указанных выше процессов.

2. Универсальный программно-аппаратный комплекс управления системой комплексной безопасности, содержащий подсистему комплексного мониторинга, выполненную с возможностью непрерывного сбора данных с по меньшей мере одной внешней системы безопасности, подсистему информационно-аналитического сопровождения, в которой формируется тревожный сигнал, подсистему хранения данных и подсистему оповещения, отличающийся тем, что он дополнительно содержит подсистему поддержки принятия решений, предназначенную для автоматизации процессов интеллектуальной деятельности операторов комплекса, и функциональную подсистему управления работой комплекса, а в состав подсистемы информационно-аналитического сопровождения дополнительно входят модуль адаптивного краткосрочного прогнозирования, обеспечивающий формирование прогноза наблюдаемых параметров, а также модуль многофакторного анализа, обеспечивающий выявление совокупности факторов, характерных для ряда угроз, а подсистема оповещения позволяет избирательно проводить оповещение должностных лиц и оповещение населения в случае возникновения угроз (чрезвычайных ситуаций) и подсистема комплексного мониторинга регистрирует сигналы от всех сенсоров внешних систем безопасности с последующей их передачей для обработки модулями подсистемы информационно-аналитического сопровождения.

Images