1 Постановка задачи исследования

1.1 Определение основных показателей подсистемы обнаружения

Предварительный выбор расчётных вариантов подсистемы обнаружения по составу средств и алгоритму их взаимодействия проводится на основе формализованной модели, учитывающей вероятные способы вторжения нарушителя в зону обнаружения и технические характеристики ТСО. Этот этап синтеза предполагает решение задачи оптимального назначения ТСО по возможным способам вторжения нарушителя и позволяет выявить те варианты, которые удовлетворяют требуемому значению вероятности обнаружения нарушителя подсистемой:

На этом этапе синтеза можно дать предварительные рекомендации по выбору варианта, обладающего минимальной стоимостью. Однако данные рекомендации являются лишь предварительными, поскольку на указанном этапе не учитываются изменения вероятности обнаружения ПО за счёт применения возможных алгоритмических методов повышения устойчивости её функционирования.

Противоречивые требования обеспечения необходимых уровней вероятности обнаружения нарушителя и устойчивости функционирования учитываются при выборе подсистемы на основе анализа зависимостей вероятности обнаружения и устойчивости подсистемы от принятых алгоритмов обработки сигналов от ТСО. Поэтому следующим этапом синтеза подсистемы обнаружения является установление указанных зависимостей.

Показатель устойчивости функционирования системы (среднее число ложных тревог) зависит от характеристик ТСО, их количества, алгоритма обработки сигналов от средств.

По этим зависимостям, зная требуемые значения показателей устойчивости системы, можно выбрать алгоритмы обработки сигналов, при которых одновременно удовлетворяются требования подсистемы по вероятности обнаружения и числу ложных тревог. Дальнейший отбор вариантов проводится по минимуму стоимости из числа вариантов, удовлетворяющих требованиям по вероятности обнаружения и ложным тревогам .

Следует отметить, что вероятность обнаружения СО в значительной мере зависит от способа объединения средств в подсистему и их взаимодействия (алгоритма обработки сигналов от ТСО).

Таким образом, задача формирования и отбора оптимального варианта ПО состоит в определении количества ТСО, их основных показателей назначения, структуры и алгоритма обработки сигналов, удовлетворяющих следующей системе соотношений:

где – минимальная стоимость подсистемы обнаружения из рассматриваемого множества вариантов;

– стоимость j-го варианта подсистемы в рассматриваемом множестве;

j = - множество рассматриваемых вариантов;

– показатель вероятности обнаружения подсистемы, имеющей минимальную стоимость в множестве рассматриваемых вариантов;

– требуемое значение показателя вероятности обнаружения подсистемы;

– показатель устойчивости функционирования (период ложных тревог) подсистемы, имеющей минимальную стоимость в множестве рассматриваемых вариантов;

– требуемый средний период ложных тревог подсистемы.

1.2 Определение задачи исследования

Исходя из вышеизложенного проанализируем исходные данные задания на курсовой проект. Основными параметрами подсистемы обнаружения автоматизированной системы охраны, на основе которых она будет спроектирована, являются:

1. Тип подсистемы обнаружения – периметровая;

2. Вероятность обнаружения нарушителя – Рпо = 0,9

3. Период ложных тревог – = 1 раз в 20 суток

4. Периметр охраняемого объекта – L = 2000 метров

Исходя из этого возможно решение двух задач.

Первая задача состоит в минимизации обобщенных стоимостных затрат , при которых достигается заданный уровень вероятности обнаружения и периода ложных тревог.

Вторая задача заключается в том, что исходной величиной являются материальные затраты, а максимизируются основные показатели качества с учетом принятых ограничений.

При решении прикладных задач наибольшее распространение получила первая задача. Именно в соответствии с данной задачей и решается проблема построения подсистемы обнаружения в данном курсовом проекте.

Основными показателями качества системы обнаружения являются показатели назначения: вероятность обнаружения, период ложных тревог. На величину этих показателей качества влияют как показатели качества ТСО, входящих в подсистему обнаружения (вероятность обнаружения- P_i и период ложных тревог- , где i- порядковый номер рубежей обнаружения), так и характеристики схемы логической обработки сигналов. К последним относятся: n – количество рубежей обнаружения, m – количество сигналов от ТСО, необходимых для формирования сигнала тревоги подсистемы обнаружения, – время логической обработки сигналов.

Схема логической обработки сигналов представляет собой устройство, формулирующее сигнал тревоги СО при поступлении от n-рубежей ТСО за время обработки информации не менее m-сигналов. Время логической обработки сигналов является тактическим параметром и выбирается исходя из условия максимального допустимого времени преодоления рубежей обнаружения подготовленным нарушителем.

В общем случае задача формирования оптимального по составу варианта функциональной системы состоит в решении ряда частных задач, последовательное выполнение которых приводит, в конечном счете, к выбору наиболее рациональной структуры. Взаимосвязь задач, решаемых при синтезе системы, показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Взаимосвязь задач, решаемых при синтезе функциональной подсистемы.

2 Анализ периметровых ТСО, представленных на рынке

Для объективного построения подсистемы обнаружения необходимо проанализировать ТСО, представленные на рынке. Для построения эффективной подсистемы обнаружения необходимо включить в нее ТСО работающие на разных физических принципах.

Информация о ТСО собрана с сайтов производителей, откуда и взяты основные ТТХ устройств, стоимость, принцип работы и условия размещения на объекте.

Информацию о ТСО сведем в таблицу.

№ п/п	Название	Тип средства обнаружения	Вероятность обнаружения	Период ложных тревог (в часах)	Протяже-нность перимет-ра охраны ТС (в метрах)	Средняя интенсивность отказов 10-6 1/час	Стоим. (руб.)
	Годограф-СМ-С-1	Сейсмическое	0,95	1000	300	12	63956
	Вереск	Вибрационное	0,98	1200	500	10	82187
	РЛД Редут-300	Двупозиционное радиолучевое	0,98	800	300	15	156410
	Годограф-СМ-В-1Б	Вибрационное	0,95	800	500	10	86966
	БАРЬЕР-300	Двупозиционное радиолучевое	0,98	1500	300	7	24990
	БАРЬЕР-500	Двупозиционное радиолучевое	0,98	1500	500	13	25990
	РЛД-94	Двупозиционное радиолучевое	0,96	900	300	11	51094
	Полюс	Емкостное	0,95	2000	500	14	51220
	РАДИАН-14	Емкостное	0,96	1000	500	11	64528
	Алмаз-01	Индуктивное	0,95	800	500	17	78214

Таблица 1 – Периметровые ТСО

3 Структурная схема подсистемы обнаружения

Под структурой СО понимается количество рубежей обнаружения в СО и алгоритм обработки информации от ТСО. Определение структуры СО заключается в выборе схемы логической обработки сигналов m из n и конкретных типов ТСО, где m – количество сигналов от различных ТСО, необходимое для выдачи СО сигнала «Тревога», а n – количество рубежей обнаружения в СО.

Принцип функционирования СО заключается в формировании сигнала «Тревога» при проникновении нарушителя в запретную зону. При этом главным является: насколько качественно эта функция СО будет выполнена.

В нашем случае охраняемый объект является режимным, поэтому можно предположить, что трехрубежной подсистемы обнаружения будет достаточно:

1 2 3

Охраняемый объект

УО

ОВ

РУ

УОС

Рисунок 2 – Структурная схема подсистемы обнаружения

ОВ – объект вторжения;

УОС – устройство обработки сигнала

РУ – решающее устройство

УО – устройство отображения

При вторжении нарушителя в контролируемую зону и воздействии его на физические параметры окружающей среды функционирование СО включает в себя:

а) регистрацию первичными преобразователями ТСО изменения параметров окружающей среды;

б) обработку поступающей от первичных преобразователей информации;

в) формирование сигнала «Тревога» и отображение информации для оператора.

Обработка поступающей информации во многом зависит от схемы логической обработки информации, входящей в состав УОС. Поэтому главным моментом в функционировании СО является работа устройств обработки сигналов, в частности схем логической обработки сигналов.