Бондарев Физическая засчита ядерных обектов 2008
.pdfвения проблем с запаздыванием сигналов и регулированием синхронизации, которые характерны для систем с временным разделением каналов.
Уплотнение с опросом. При уплотнении с опросом расположенное в центре системы устройство управляет использованием разделенных каналов связи, опрашивая датчики и определяя, передает ли какой-либо из них сигнал тревоги. Любой датчик может передать сигнал тревоги по линии связи только после того, как он будет опрошен центральным управляющим устройством. Если опрос датчиков производится последовательно, характеристики системы становятся сходными с характеристиками системы с временным разделением каналов связи. Характеристиками таких систем являются: максимальное время задержки подачи сигнала тревоги; максимальное количество датчиков, которые могут быть подсоединены к системе.
Уплотнение линии связи с кодированием сигналов (кодовая модуляция). Данный метод заключается в том, что каждому подключенному к линии связи устройству присваивается идентификационный номер. Для этого на каждом датчике имеется двухразрядный переключатель. В простейшем случае в линию связи от датчика обнаружения поступает сигнал в двоичном коде, который содержит номер датчика в линии и код его состояния (тревога, вскрытие и другие). Проблема наложения двух и более сигналов здесь решается так же, как при частотной модуляции. Данный метод наиболее широко применяется в современной аппаратуре охраны.
Уплотнение линий связи часто является экономичным методом передачи информации, даже если система содержит лишь несколько датчиков обнаружения, находящихся недалеко от пункта управления. Уплотнение линий связи позволяет повысить уровень секретности линии связи, так как затрудняет задачу нарушителя, пытающегося нейтрализовать датчик обнаружения. Системы с уплотнением линии связи могут иметь сложную конфигурацию; для ремонта оборудования и технического обслуживания таких систем требуются бо-
261
лее опытные технические специалисты, чем для ремонта и техобслуживания систем с прямой передачей данных.
Существенным недостатком систем с уплотнением линий связи является использование единого канала связи (мультиплексной шины). Неисправность уплотненной линии связи выводит из строя все датчики, подсоединенные к этой линии. Следует отметить, что и в системах без уплотнения линий связи, в случаях, когда провода, подсоединенные к нескольким датчикам, составляют один кабель или прокладываются по одному кабелепроводу, прерывание кабеля также вызовет отключение всех подсоединенных к нему датчиков обнаружения. С целью уменьшения вероятности случайного повреждения линий связи, их прокладывают в металлических трубах, металлических рукавах или специальных гофрированных пластиковых трубках. Там, где необходима высокая надежность линии связи, иногда необходимо прокладывать отдельный кабель к каждому из датчиков, чтобы снизить вероятность отключения целой группы датчиков.
Дублирование линий связи может способствовать повышению надежности системы связи. Одним из методов дублирования уплотненных линий связи является создание замкнутых (или кольцевых) контуров связи. При этом оба конца линии связи подключаются к аппаратуре сбора информации таким образом, что передача данных может осуществляться в обоих направлениях. Замкнутый контур обеспечивает существование двух линий связи для каждого датчика.
Передача данных по радиоканалу
В некоторых случаях становится нецелесообразно (по эстетическим или экономическим причинам) протягивать кабельные линии связи к каждому датчику обнаружения. Существует аппаратура, которая позволяет принимать информацию от датчиков обнаружения по радиоканалу. В этом случае в состав аппаратуры сбора информации входит радиоприемник, который принимает информацию с дат-
262
чиков на объекте; и каждый датчик подключен к радиопередатчику, который модулирует соответствующим образом поступающую на него информацию с датчика обнаружения.
Если рассматривать характеристики систем охраны, использующих для передачи информации радиоканал, то эти системы очень похожи на системы с уплотнением линии связи. При передаче информации по радиоканалу используются те же методы уплотнения (разделения) линии связи: временная модуляция сигнала, частотная модуляция и кодовая. Для уплотнения радиоканала методом опроса датчиков необходимо применение и приемника, и передатчика как составной части аппаратуры сбора информации, а также и передатчика, и приемника, подключенных к датчику обнаружения. Последний метод разделения каналов связи существенно увеличивает стоимость оборудования.
Современная аппаратура сбора информации позволяет использовать для связи с датчиками сразу все три известные линии связи. Например, существуют системы фирмы ADEMCO, к которым возможно подключить мультиплексную шину с кодовой модуляцией, радиоприемник (тоже кодовая модуляция сигналов датчиков) и прямые линии связи (6, 8, 12, 16 датчиков обнаружения). Необходимо также понимать, что для использования мультиплексной шины передачи информации с кодовой модуляцией нужны датчики обнаружения, поддерживающие данную технологию, или специальные согласующие устройства. Также для использования радиоканала применяются датчики обнаружения, в состав которых уже входит радиопередатчик (датчик и передатчик в одном корпусе), или отдельный согласующий радиопередатчик.
263
5.4. Контроль линии между контрольной панелью и средствами обнаружения
Обеспечение надежности связи
Система тревожного оповещения не может считаться эффективной, если случайное или намеренное повреждение линии связи приводит к невозможности передачи сигнала тревоги от датчика к станции наблюдения.
Используются несколько различных методов физической защиты в целях предотвращения или задержки доступа к линиям связи.
Один из методов защиты заключается в прокладке линий связи в металлических кабелепроводах. Если соединения таких кабелепроводов надежно сварены, уровень надежности повышается. Серьезную опасность кабельным линиям связи также представляют мелкие грызуны и другие животные. Металлические кабелепроводы и специальные пластиковые гофрированные трубки позволяют решить и эту проблему.
Другой метод защиты линий связи заключается в прокладке линий связи под землей. Для передачи информации на большие расстояния этот метод может оказаться дорогостоящим. При прокладке подземных кабелей необходимо предусматривать дополнительные линии связи на случай расширения системы.
Контроль состояния линии связи
С целью обеспечения надлежащего эксплуатационного состояния кабеля и предотвращения изменения данных в процессе их передачи осуществляется контроль состояния линии связи на всей ее протяженности.
Линии связи датчиков обнаружения и аппаратуры сбора информации подразделяются на две категории – пассивные и активные. По
264
пассивным линиям информация передается после вырабатывания сигнала тревоги. Прерывание пассивной линии связи сделает передачу сигналов тревоги невозможной, и обрыв линии нельзя будет обнаружить без проведения специальных испытаний. По активным линиям связи информация передается непрерывно, что позволяет немедленно обнаружить обрыв линии.
Некоторые методы передачи информации обеспечивают самозащиту линии связи, так как такие линии связи исключают возможность модификации передаваемой информации. Пример самозащищенной линии связи – волоконно-оптический кабель. Необходимо обратить внимание еще на одно преимущество волоконнооптического кабеля – в линиях оптической связи не возникают ложные сигналы тревоги, вызываемые интерференцией электромагнитного поля, помехами от других линий связи или молниями.
Система контроля состояния линии связи может быть статической или динамической. В статических системах безопасное состояние линии связи определяется посредством передачи одного и того же сигнала. Характеристики этого служебного сигнала можно идентифицировать и дублировать.
В динамических системах контроля линии связи генерируется постоянно изменяющийся сигнал, оповещающий о состоянии линии связи. Определение характеристик сигнала и нейтрализация системы посредством передачи ложного сигнала в этом случае является трудной задачей для потенциального нарушителя.
Ниже рассматриваются наиболее широко применяемые статические системы контроля состояния линии связи.
Контроль с подачей постоянного тока. В системах наблюде-
ния за состоянием линий связи с подачей постоянного тока по проводам непрерывно протекает ток определенной силы. Аварийное состояние линии связи соответствует замкнутому или разомкнутому состоянию схемы наблюдения либо изменению значения силы протекающего тока. Любое отклонение от заданного значения силы тока
265
воспринимается системой как тревожный сигнал – нарушение безопасного состояния линии связи (рис. 5.6). В подобных системах идет одновременный контроль за состоянием СО и целостностью линии связи – контроль за состоянием шлейфа сигнализации (ШС).
На рис. 5.6 представлены варианты организации ШС при подключении к КП (рис. 5.6,а – при использовании НОК датчика обнаружения нарушителя; рис. 5.6,б – при использовании НЗК датчика обнаружения нарушителя; контакт доступа – контакт датчика вскрытия корпуса СО).
Значения сопротивлений R1 и R2 для каждой КП фиксированы и различны для панелей разных производителей и моделей. Любая подобная схема наблюдения за состоянием ШС характеризуется чувствительностью, т.е. для данной схемы – величиной, на которую сила протекающего тока может отклоняться от заданных значений, не вызывая срабатывания тревожной сигнализации. Чувствительность подобных схем наблюдения лежит в пределах от 2 % до 30 %. Может показаться, что система с чувствительностью, составляющей 2 %, обеспечивает большую надежность связи, чем система с чувствительностью 30 %, но это не совсем так. На самом деле нейтрализация системы с более высокой чувствительностью ненамного более затруднительна, но в то же время такая система обладает более высокой частотой возникновения ложных сигналов тревоги. Например, для медных проводов отклонения сопротивления при изменении температуры на 25,5 °С составляет 10 %.
266
|
|
Средство обнаружения |
|
|
Аппаратура |
|
|
R1 |
|
|
|
|
|
|
контроля |
|
|
|
|
состояния |
|
Контакт |
|
Контакт |
ШС |
Линия связи |
доступа |
R2 |
датчика |
|
НОК |
|
НОК |
|
|
|
|
||
|
а) |
|
|
|
|
|
Средство обнаружения |
|
|
Аппаратура |
|
|
R1 |
|
|
Контакт |
|
контроля |
|
|
|
состояния |
|
Контакт |
датчика |
|
НЗК |
||
ШС |
Линия связи |
доступа |
R2 |
|
НОК |
|
б)
Рис. 5.6. Контроль состояния линии связи с подачей постоянного тока
Для предложенных на рис. 5.6 вариантов построения ШС аппаратура контроля позволит распознавать четыре состояния ШС, значения сопротивления которых приведены в табл. 5.1.
Контроль методом уплотнения линии связи. Как отмечено ранее, данные, поступающие от нескольких датчиков, могут быть переданы по одной линии посредством уплотнения линии связи. Системы уплотнения линий связи сами по себе обеспечивают некоторую степень надежности и безопасности связи, так как затрудняют определение состояния каждого отдельного датчика и подмену подаваемых им сигналов.
267
Таблица 5.1 Состояния шлейфа сигнализации |
|
|
|
|
Сигнал на КП |
Состояние ШС |
Сопротивление ШС |
|
Используется НОК СО и НОК датчика вскрытия |
||
|
|
«норма» |
Нормальное состояние работы |
R1+R2 |
|
|
|
«тревога» |
Тревога СО |
R1 |
|
|
|
«обрыв» |
Обрыв ЛС |
бесконечность |
|
|
|
«вскрытие» |
Вскрытие СО |
0 Ом |
|
Используется НЗК СО и НОК датчика вскрытия |
||
Нормальное состояние работы |
R1*R2/(R1+R2) |
«норма» |
Тревога СО |
R2 |
«тревога» |
Обрыв ЛС |
бесконечность |
«обрыв» |
Вскрытие СО |
0 Ом |
«вскрытие» |
Контроль методом шифрования сигналов. В последнее время применяются устройства шифрования передаваемой информации. Данный метод обеспечивает защиту линии связи и защиту данных. Шифрование/кодирование сигналов применяется в системах с мультиплексной шиной данных. В таких линиях связи наблюдение за состоянием самой линии связи (проводов) осуществляется с подачей постоянного тока.
Защита линии связи от попыток повреждения и модификации
Физическая защита линии и наблюдение за состоянием линии, рассмотренные выше, в основном обеспечивают надежность связи на всем протяжении линии связи, за исключением конечных точек соединения. Соединения линии с датчиками и в распределительных щитах, установленных на линии, и на входе оборудования сбора информации все еще не защищены от несанкционированного доступа. В таких местах дополнительная защита обеспечивается оснащением корпусов датчиков индикаторами доступа (датчик вскрытия прибора). Датчик вскрытия должен быть подключен как автономный дат-
268
чик, для того чтобы аппаратура контроля состояния ШС (например, КП) позволяла различать сигналы несанкционированного доступа к приборам от других сигналов тревоги. На рис. 5.6 представлен пример включения датчика вскрытия СО в линию связи.
5.5. Оборудование и выполняемые функции станции сбора и обработки данных
Оборудование системы сбора и обработки данных, устанавливаемое на пульте управления оператора, принимает поступающую от датчиков информацию. При проектировании пульта управления оператора необходимо ответить на следующие вопросы:
•какую информацию получает оператор;
•как представляется эта информация;
•какие устройства управлениясистемойбудутиспользоваться;
•какоптимальнорасположитьоборудование на АРМ оператора. К представляемой информации на АРМ оператора системы ох-
раны, способствующей повышению уровня безопасности на объекте, относятся:
•состояния зоны наблюдения: разрешенный доступ, охрана, тревога, несанкционированный доступ, неисправность линии связи, неисправность датчика;
•географический план объекта с расположением на нем охраняемых участков;
•время поступления сигналов тревоги;
•информация об опасных условиях или опасных материалах на каждом наблюдаемом/охраняемом участке объекта;
•инструкции с описанием действий, которые необходимо предпринимать в той или иной тревожной ситуации.
269
Основная задача проектировщика системы сбора и обработки информации заключается в том, чтобы подробно определить все компоненты, обеспечивающие интерфейс оператора и системы. Например, необходимо определить тип используемого оборудования и характеристики представления визуальной информации. Ниже обсуждается аппаратура сбора и обработки информации.
Индикаторные панели – географическая карта территории объекта, на которой расположение световых индикаторов соответствует расположению датчиков. Такие индикаторные панели полезны в тех случаях, когда оператор одновременно наблюдает за дисплеем и за территорией объекта, например, оператор находится на вышке периметра объекта.
Недостатки индикаторных панелей:
•затруднена модернизация;
•занимают большое пространство на АРМ оператора.
Автоматические распечатывающие устройства. Аппаратура
сбора и обработки данных с охраняемого объекта выводит информацию на принтер. Принтер не может являться основным средством оповещения, так как не способен предоставлять информацию о нескольких сигналах тревоги одновременно. В кризисной ситуации возможна перегрузка буферной памяти принтера из-за большого потока информации.
Монитор персонального компьютера. На мониторах ПК ин-
формация может быть представлена в виде текста (список событий в системе) и в графическом формате (план объекта), с использованием различных форматов и цветов. Мониторы не так дороги, как индикаторные панели, и не занимают большой площади на АРМ оператора системы безопасности.
К числу существенных факторов, которые определяют восприятие человеком информации, представленной на мониторах компьютера, можно отнести следующие.
270