Процедура проведения оптимизации структуры ИК СФЗ на основе выбора наиболее эффективных альтернативных вариантов предполагает проведение следующих действий:
1) Выполнение подготовительных работ.
2) Вычисление целевой функции.
3) Оценка частного значения целевой функции.
4) Определение альтернативных вариантов структуры ИКСФЗ, каждый из которых в отдельности удовлетворяет заданной области существования целевой функции.
5) Выбор наилучшего варианта структуры ИКСФЗ.
Принцип отображения плана охраняемого объекта на информационном поле изображен на рис.1.
Рис.1 Принцип отображения плана охраняемого объекта на информационном поле
Рассмотрим подробнее порядок выполнения вышеперечисленных операций.
1. Проведение подготовительных работ заключается в отображении на информационном поле с заданной степенью дискретизации всего плана охраняемого объекта с размещенными на нем:
• элементами ИК СФЗ в составе рубежей охраны, точек доступа, КПП и т.д.,
• объектами защиты,
• местами размещения сил охраны (караульные помещения).
Указанные объекты с заданным дискретом отображаются на информационном поле и представляют собой исходную информацию для вычисления аргументов целевой функции:
• времени задержки каждого типа нарушителя (в соответствии с рассматриваемой моделью) на каждом элементе каждого физического барьера,
• скорости движения каждого типа нарушителя (в соответствии с рассматриваемой моделью) на каждой элементарной площадке ∆si j, i = 1,..,n, j = 1,…,m охраняемого объекта, размеры которой определяются в соответствии с принятым дискретом,
vн i j, i = 1,..,n, j = 1,…,m
• скорости движения сил охраны на каждой элементарной площадке ∆si j, i = 1,..,n, j = 1,…,m охраняемого объекта, размеры которой определяются в соответствии с принятым дискретом,
vo i j, i = 1,..,n, j = 1,…,m
• расположение (удаление) точки начала движения нарушителя относительно объекта защиты (lн ),
• расположение (удаление) караульного помещения относительно объекта защиты (lo ),
2. Вычисление целевой функции.
Целевая функция имеет вид:
F(∆Т) = tн min (lн(p), tзн, vн) - to(τ, lo, vo) - ∆Tдоп
где:
tн min - минимальное время движения нарушителя к объекту защиты,
to – оптимальное время движения сил охраны к объекту защиты
∆Tдоп - минимально допустимое время опережения службой охраны нарушителя, необходимое для подготовки к его нейтрализации.
2.1. Вычисление tн min
Вычисляется время движения нарушителя из каждой элементарной площадки (∆si j Є Ωп), расположенной на периметре в зоне внешних рубежей охраны (tнξ, ξ = 1,…,k) к объекту защиты, где: k – количество возможных точек начала движения нарушителя. При этом удаление точки обнаружения движения нарушителя от внешней границы объекта вглубь охраняемой территории определяется вероятностью обнаружения нарушителя на внешних рубежах охранной сигнализации. Из полученной совокупности времен движения нарушителя tнξ, ξ = 1,…,k выбирается минимальное (tн min), самое опасное с точки зрения реализации угроз охраняемому объекту.
Вполне очевидно, что нарушитель может двигаться по траектории, отличной от траектории, соответствующей минимальному времени его движения, но в этом случае он создаст меньшую угрозу безопасности охраняемого объекта.
2.2. Вычисление to
Возможны три возможных варианта маршрутов движения сил охраны для нейтрализации нарушителя:
а) силы охраны выдвигаются к месту обнаружения проникновения нарушителя на охраняемую территорию.
Данный вариант применяется в тех случаях, когда:
• объект защиты распределен на большой площади охраняемого объекта,
• объект защиты расположен на небольшом удалении от внешней границы охраняемого объекта,
• на внешней границе охраняемого объекта имеются физические препятствия естественного происхождения, которые задерживают нарушителя на значительное время.
Преимущества:
- пресекается возможность перемещения нарушителя по охраняемой территории,
- возможность охраны объектов защиты, распределенных по большей части площади охраняемого объекта.
Недостатки:
- сложность реализации на больших объектах за счет значительного удаления точек возможного проникновения от караульного помещения,
- большие материальные затраты на задержание нарушителя на внешних рубежах охраны (физических барьерах) на время, необходимое для прибытия сил охраны,
- существует вероятность потери нарушителя на территории объекта.
б) силы охраны выдвигаются к объекту защиты и готовятся к встрече нарушителя с целью его нейтрализации.
Данный вариант применяется в тех случаях, когда:
• объект защиты сосредоточен на небольшой площади охраняемого объекта,
• объект защиты расположен на большом удалении от внешней границы охраняемого объекта,
• на внешней границе охраняемого объекта отсутствуют физические препятствия естественного происхождения, которые задерживают нарушителя на значительное время.
Преимущества:
- минимизируется вероятность проведения НСД нарушителем,
- максимальная вероятность нейтрализации нарушителя в районе объекта защиты силами охраны, или дополнительными силами на территории охраняемого объекта в процессе его осмотра,
- минимальные материальные затраты на инженерно-техническое оснащение внешних рубежей охраны.
Недостатки:
- допускается бесконтрольное пребывание нарушителя на территории охраняемого объекта в течение времени его движения к объекту защиты.
- возможность охраны небольшого количества локализованных по площади объектов защиты.
в) силы охраны нейтрализуют нарушителя на маршруте его движения к объекту защиты.
Данный вариант может рассматриваться как промежуточный между двумя предыдущими.
Преимущества:
- сокращается время нахождения нарушителя на охраняемой территории.
Недостатки:
- сложность реализации за счет практической невозможности определения маршрута и режима движения нарушителя по территории охраняемого объекта. Для реализации варианта необходимо искусственно с помощью всестороннего использования преграждающих свойств физических барьеров и имеющихся строений на территории охраняемого объекта организовать несколько возможных маршрутов (путей) движения нарушителя и с помощью средств охранной сигнализации контролировать их состояние.
- большие материальные затраты на организацию маршрутов движения нарушителя,
- существует вероятность потери нарушителя на территории объекта.
При вычислении to будем использовать второй вариант движения сил охраны в случае возникновения тревожного события, который наиболее часто используется при организации охраны важных и особо важных больших охраняемых объектов с сосредоточенным расположением объекта защиты.
2.3. Вычисление частного значения целевой функции.
Для этого:
- вычисляется время опережения службой охраны нарушителя, прибывшего к объекту защиты для совершения НСД - ∆Т
∆Т = tн min - to,
- задается минимально допустимое время опережения службой охраны нарушителя, необходимое для подготовки к его нейтрализации ∆Tдоп.
- определяется частное значение целевой функции.
F(∆Т) = ∆Т - ∆Tдоп
3. Оценка частного значения целевой функции.
При проведении оценки полученного частного значения целевой функции F(∆Т) возможны варианты:
3.1. F(∆Т) > 0
В этом случае считается, что физическая защита охраняемого объекта обеспечивается, структура ИК СФЗ является оптимальной и не требует улучшений.
3.2. F(∆Т) ≤ 0
В этом случае считается, что физическая защита охраняемого объекта не обеспечивается, структура ИК СФЗ не является оптимальной и требует улучшений для обеспечения физической защиты охраняемого объекта.
4. Определение альтернативных вариантов структуры ИКСФЗ, каждый из которых в отдельности удовлетворяет заданной области существования целевой функции.
В процессе проведения получения альтернативных вариантов структуры ИКСФЗ, необходимо обеспечить выполнение для каждого из них двух условий:
1. должно выполняться неравенство безопасности
∆Т > ∆Tдоп
2. сложность реализации альтернативной структуры ИКСФЗ не должна превышать установленного значения.
4.1. Неравенство безопасности.
Для выполнения неравенства безопасности, необходимо изменять аргументы целевой функции для обеспечения:
1. Увеличения ∆Т, что возможно за счет:
• увеличения минимально возможного времени движения нарушителя до объекта защиты (tн min) - (1.1),
и (или)
• уменьшения времени движения сил охраны от караульного помещения до объекта защиты (to) - (1.2),
1.1 Увеличение минимально возможного времени движения нарушителя до объекта защиты (tн min) возможно за счет:
1.1.1 увеличения расстояния между точкой обнаружения движения нарушителя и объектом защиты (lн).
В рамках изменения структуры ИКСФЗ это может быть осуществлено за счет:
• повышения вероятности обнаружения нарушителя на внешних рубежах охранной сигнализации. Необходимо как можно раньше обнаружить нарушителя.
Для этого возможно предпринять следующие меры:
- применить извещатели с более высокой вероятностью правильного обнаружения нарушителя,
- рационально размещать извещатели для достижения неразрывного сигнализационного барьера,
- рационально комбинировать извещатели, работающие на разных физических принципах для повышения информативности признакового описания нарушителя,
- совместно использовать систему охранной сигнализации и систему охранного телевидения.
• размещение внешних рубежей охраны объекта на максимально возможных удалениях от объекта защиты
1.1.2 увеличения времени задержки нарушителя на физических барьерах (tзн).
В рамках изменения структуры ИКСФЗ это может быть осуществлено за счет повышения преграждающей способности физических барьеров:
• увеличения числа заграждений (в составе рубежей охраны),
• увеличения высоты заграждений,
• применения козырьковых заграждений,
• применения заграждений из АКЛ, малозаметных препятствий, электризуемых заграждений и т.д.
1.1.3 уменьшения скорости движения нарушителя (vн).
Скорость движения нарушителя по территории охраняемого объекта можно уменьшить за счет:
• изменения типа подстилающей поверхности (например распашка неиспользуемых площадей объекта летом и заливка их водой зимой и т.д.),
• установка малозаметных препятствий (натяжные, спирали, кольца и т.д.),
• всестороннего использования преграждающих свойств имеющихся строений на территории охраняемого объекта
2.1 Уменьшение времени движения сил охраны от караульного помещения до объекта защиты (tо)
2.1.1 уменьшение времени начальной задержки выхода сил охраны из караульного помещения (τ = tcо + tcоu + tоn + tmp)
В рамках изменения структуры ИКСФЗ это может быть осуществлено за счет:
• применения более совершенных средств обнаружения (уменьшение tcо),
• применения более совершенных систем сбора и обработки информации (уменьшение tcоu),
• тренировки оператора ПЦН (уменьшение tоn),
• тренировки выхода тревожной группы (уменьшение tmp)
2.1.2 уменьшение расстояния (lо) от караульного помещения до объекта защиты. В рамках изменения структуры ИКСФЗ это может быть осуществлено за счет:
• переноса караульного помещения ближе к объекту защиты,
• организация проходов в физических барьерах, предназначенных для движения сил охраны к объекту защиты по более короткому пути, если это не связано с входом караульных в опасные зоны, обусловленные функционированием охраняемого объекта, и не нарушает условия функционирования объекта,
• создания подвижных тревожных групп, маршрут движения которых находится в непосредственной близости от объекта защиты.
2.1.3 увеличение скорости движения сил охраны (vо).
Скорость движения сил охраны по территории охраняемого объекта можно увеличить за счет:
• повышения уровня натренированности личного состава,
• оборудование путей (тропинок) движения сил охраны,
• использования коллективного или индивидуального автомототранспорта.
2. Уменьшения ∆Tдоп
3. Увеличение ∆Т
4. Уменьшение ∆Tдоп
Минимально допустимое время опережения службой охраны нарушителя может быть уменьшено за счет:
• достижения высокого уровня обученности и натренированности личного состава тревожной группы,
• достижения высокого уровня вооружения и оснащения специальными средствами, в соответствии с поставленной боевой задачей,
• должного оборудования места нейтрализации нарушителя и прилегающей к нему территории.
4.2. Допустимое значение сложности реализации альтернативной структуры ИКСФЗ выбирается по специальной методике, выходящей за рамки данной работы.
5. Выбор наилучшего варианта структуры ИКСФЗ.
В процессе проведения оптимизации, необходимо обеспечить выполнение двух условий:
1. должно выполняться неравенство безопасности ∆Т > ∆Tдоп
2. сложность реализации оптимальной альтернативы структуры ИКСФЗ не должна превышать установленного значения.
Рассмотрим две функции: целевая функция F(∆Т) = ∆Т - ∆Tдоп
Целевая функция отражает степень влияния каждого аргумента на общую эффективность ИКСФЗ через его интегральный показатель ∆Т > ∆Tдоп
Запишем целевую функцию в виде: F(х) = f(х1, х2, х3, х4, х5, х6, х7), где: хi,i=1,…,7 – аргументы целевой функции: lh(p), tзн, vн, τ, lo, vo и ∆Tдоп соответственно.
- функция сложности реализации B(х)
Функция сложности реализации отражает всю совокупность затрат (финансовых, технических, организационных и т.д.) которые препятствуют получению приращения эффективности ИКСФЗ за счет приращения рассматриваемого аргумента.
Функцию сложности реализации также можно записать в виде:
B(х) = f(х1, х2, х3, х4, х5, х6, х7), где: хi,i=1,…,7 – аргументы целевой функции: lh(p), tзн, vн, τ, lo, vo и ∆Tдопсоответственно.
Оптимизация выполняется методом перебора. Сначала с определенным дискретом ∆xi меняется значение одного аргумента при неизменных других. Для каждого измененного значения аргумента рассчитывается значение целевой функции F(хi) и вычисляется величина ее приращения ∆F(хi).
После этого аналогично оценивается увеличение сложности реализации при приращении того же аргумента целевой функции.
Причем, приращения аргументов рассматриваются только в допустимых областях их существования ∆хi Є [хi min, хi max], i=1,…,7. Графическая интерпретация сказанного приведена на рис. 2.
Рис.2 Приращения целевой функции F(х) и функции сложности реализации B(x)
Вполне очевидно, что увеличения приращения целевой функции F(х) следует добиваться за счет изменения тех ее аргументов, которые дают большее приращение ∆F(х) при меньшем приращении функции сложности реализации B(х). Это означает, что необходимо получать повышение эффективности ИКСФЗ при минимальных затратах ресурсов. С этой целью необходимо рассмотреть все аргументы целевой функции и оценить их возможности по созданию приращений ∆F(х) и ∆B(х). После этого можно определить действенность каждого аргумента по отношению ∆i = ∆F(хi)/∆F(хi), i=1,…,7
Таблица 1.
|
№ п/п |
Аргумент |
Отображение |
∆F(хi) |
∆B(хi) |
∆i = ∆F(хi)/∆B(хi) |
|
1 |
lн |
х1 |
∆F(х1) |
∆B(х1) |
∆1 |
|
2 |
tзн |
х2 |
∆F(х2) |
∆B(х2) |
∆2 |
|
3 |
vн |
х3 |
∆F(х3) |
∆B(х3) |
∆3 |
|
4 |
τ |
х4 |
∆F(х4) |
∆B(х4) |
∆4 |
|
5 |
lо |
х5 |
∆F(х5) |
∆B(х5) |
∆5 |
|
6 |
vо |
х6 |
∆F(х6) |
∆B(х6) |
∆6 |
|
7 |
∆Тдоп |
х7 |
∆F(х7) |
∆B(х7) |
∆7 |
Таким образом, аргументы целевой функции ранжируются по их действенности (∆i). Оптимизация структуры ИКСФЗ начинается с варьирования значений наиболее действенных аргументов в допустимых областях их существования и заканчивается менее действенными аргументами.
Авторы: С.И. Корчагин
А.В. Леус
Г.Ф. Шанаев
ЗАО "Компания Безопасность"
А.В. Леус
Г.Ф. Шанаев
ЗАО "Компания Безопасность"
Читайте также:
- Аналитический синтез и анализ математических моделей
- Анализ и синтез математических моделей физических устройств и процессов
- Решение алгебраических уравнений высоких степеней (Вторая исправленная редакция)
- Отображение алгебраических функций (Вторая исправленная редакция)
- Симметричные алгебраические моменты (Вторая исправленная редакция)
