- •Раздел I. Концепция инженерно- технической защиты информации
- •Глава 1. Системный подход к инженерно- технической защите информации
- •1.1. Основные положения системного подхода к инженерно-технической защите информации
- •Ограничения
- •1.2. Цели, задачи и ресурсы системы защиты информации
- •1.3. Угрозы безопасности информации и меры по их предотвращению
- •Глава 2. Основные положения концепции инженерно-технической защиты информации
- •2.1. Принципы инженерно-технической защиты информации
- •2.2. Принципы построения системы инженерно- технической защиты информации
- •Раздел II. Теоретические основы инженерно-технической защиты информации
- •Глава 3. Характеристика защищаемой информации
- •3.1. Понятие о защищаемой информации
- •3.2. Виды защищаемой информации
- •3.3. Демаскирующие признаки объектов защиты
- •3.3.1. Классификация демаскирующих признаков объектов защиты
- •3.3.2. Видовые демаскирующие признаки
- •3.3.3. Демаскирующие признаки сигналов
- •По регулярности появления
- •3.3.4. Демаскирующие признаки веществ
- •3.4. Свойства информации как предмета защиты
- •I Ценность информации, %
- •3.5. Носители и источники информации
- •3.6. Запись и съем информации с ее носителя
- •Глава 4. Характеристика угроз безопасности информации
- •4.1. Виды угроз безопасности информации
- •4.2. Источники угроз безопасности информации
- •4.3. Опасные сигналы и их источники
- •Глава 5. Побочные электромагнитные излучения и наводки
- •5.1. Побочные преобразования акустических сигналов в электрические сигналы
- •I Якорь /
- •5.2. Паразитные связи и наводки
- •Собственное затухание Zj - 10 lg рвых1 /Рвх1
- •5.3. Низкочастотные и высокочастотные излучения технических средств
- •5.4. Электромагнитные излучения сосредоточенных источников
- •5.5. Электромагнитные излучения распределенных источников
- •Т Провод несимметричного кабеля
- •I ип1з ь Провод 1 линии
- •5.6. Утечка информации по цепям электропитания
- •5.7. Утечка информации по цепям заземления
- •Глава 6. Технические каналы утечки информации
- •6.1. Особенности утечки информации
- •6.2. Типовая структура и виды технических каналов утечки информации
- •6.3. Основные показатели технических каналов утечки информации
- •Ic. 6.3. Графическое представление ограничения частоты сигнала каналом утечки
- •6.4. Комплексное использование технических каналов утечки информации
- •6.5. Акустические каналы утечки информации
- •Помехи Помехи
- •Помехи Помехи
- •6.6. Оптические каналы утечки информации
- •Внешний источник света
- •6.7. Радиоэлектронные каналы утечки информации
- •6.7.1. Виды радиоэлектронных каналов утечки информации
- •I Помехи
- •6.7.2. Распространение опасных электрических
- •6.8. Вещественные каналы утечки информации
- •6.8.1. Общая характеристика вещественного канала утечки информации
- •6.8.2. Методы добывания информации о вещественных признаках
- •Глава 7. Методы добывания информации
- •7.1. Основные принципы разведки
- •7.2. Классификация технической разведки
- •7.3. Технология добывания информации
- •7.4. Способы доступа органов добывания к источникам информации
- •7.5. Показатели эффективности добывания информации
- •Глава 8. Методы инженерно-технической защиты информации
- •8.1. Факторы обеспечения защиты информации от угроз воздействия
- •8.2. Факторы обеспечения защиты информации от угроз утечки информации
- •Обнаружение
- •8.3. Классификация методов инженерно- технической защиты информации
- •Глава 9. Методы физической защиты информации
- •9.1. Категорирование объектов защиты
- •9.2. Характеристика методов физической защиты информации
- •Глава 10. Методы противодействия наблюдению
- •10.1. Методы противодействия наблюдению в оптическом диапазоне
- •Пространственное скрытие
- •Энергетическое скрытие
- •10.2. Методы противодействия
- •Глава 11. Методы противодействия подслушиванию
- •11.1. Структурное скрытие речевой информации в каналах связи
- •А) Исходный сигнал
- •Телефон или громкоговоритель
- •1 Цифровое шифрование
- •11.2. Энергетическое скрытие акустического сигнала
- •11.3. Обнаружение и подавление закладных устройств
- •11.3.1. Демаскирующие признаки закладных устройств
- •11.3.2. Методы обнаружения закладных подслушивающих устройств
- •Поиск закладных устройств по сигнальным признакам
- •11.3.3. Методы подавления подслушивающих закладных устройств
- •11.3.4. Способы контроля помещений на отсутствие закладных устройств
- •11.4. Методы предотвращения
- •11.5. Методы подавления опасных сигналов акустоэлектрических преобразователей
- •Глава 12. Экранирование побочных излучений и наводок
- •12.1. Экранирование электромагнитных полей
- •12.2. Экранирование электрических проводов
- •12.3. Компенсация полей
- •12.4. Предотвращение утечки информации по цепям электропитания и заземления
- •Глава 13. Методы предотвращения утечки информации по вещественному каналу
- •13.1. Методы защиты информации в отходах производства
- •13.2. Методы защиты демаскирующих веществ в отходах химического производства
- •Раздел III. Технические основы
- •Глава 14. Характеристика средств технической разведки
- •14.1. Структура системы технической разведки
- •14.2. Классификация технических средств добывания информации
- •14.3. Возможности средств технической разведки
- •Глава 15. Технические средства подслушивания
- •15.1. Акустические приемники
- •Микрофон
- •Структурный звук
- •15.2. Диктофоны
- •15.3. Закладные устройства
- •15.4. Лазерные средства подслушивания
- •15.5. Средства высокочастотного навязывания
- •Глава 16. Средства скрытного наблюдения
- •16.1. Средства наблюдения в оптическом диапазоне
- •16.1.1. Оптические системы
- •16.1.2. Визуально-оптические приборы
- •16.1.3. Фото-и киноаппараты
- •16.1.4. Средства телевизионного наблюдения
- •16.2. Средства наблюдения в инфракрасном диапазоне
- •Электропроводящий слой
- •Т Видимое
- •16.3. Средства наблюдения в радиодиапазоне
- •Радиолокационная станция Объект
- •Глава 17. Средства перехвата сигналов
- •17.1. Средства перехвата радиосигналов
- •17.1.1. Антенны
- •1,0 Основной лепесток
- •Металлическая поверхность
- •I Диэлектрический стержень Круглый волновод
- •17.1.2. Радиоприемники
- •Примечание:
- •17.1.3. Технические средства анализа сигналов
- •17.1.4. Средства определения координат источников радиосигналов
- •17.2. Средства перехвата оптических и электрических сигналов
- •Глава 18. Средства добывания информации о радиоактивных веществах
- •, Радиоактивное
- •Глава 19. Система инженерно-технической защиты информации
- •19.1. Структура системы инженерно-технической защиты информации
- •529 Включает силы и средства, предотвращающие проникновение к
- •19.2. Подсистема физической защиты источников информации
- •19.3. Подсистема инженерно-технической защиты информации от ее утечки
- •19.4. Управление силами и средствами системы инженерно-технической защиты информации
- •Руководство организации Преграждающие средства
- •Силы " и средства нейтрализации угроз
- •Телевизионные камеры
- •19.5. Классификация средств инженерно- технической защиты информации
- •Глава 20. Средства инженерной защиты
- •20.1. Ограждения территории
- •20.2. Ограждения зданий и помещений
- •20.2.1. Двери и ворота
- •20.3. Металлические шкафы, сейфы и хранилища
- •20.4. Средства систем контроля и управления доступом
- •Глава 21. Средства технической охраны объектов
- •21.1. Средства обнаружения злоумышленников и пожара
- •21.1.1. Извещатели
- •Извещатели
- •21.1.2. Средства контроля и управления средствами охраны
- •21.2. Средства телевизионной охраны
- •21.3. Средства освещения
- •21.4. Средства нейтрализации угроз
- •Глава 22. Средства противодействия наблюдению
- •22.1. Средства противодействия наблюдению в оптическом диапазоне
- •22.2. Средства противодействия
- •Глава 23. Средства противодействия
- •23.1. Средства звукоизоляции и звукопоглощения (1 акустического сигнала
- •Примечание. *) Стекло — воздушный зазор — стекло — воздушный зазор — стекло.
- •Примечание, d — толщина заполнителя, b — зазор между поглотителем и отражателем.
- •23.2. Средства предотвращения утечки информации с помощью закладных подслушивающих устройств
- •23.2.1. Классификация средств обнаружения
- •23.2.2. Аппаратура радиоконтроля
- •23.2.3. Средства контроля телефонных линий и цепей электропитания
- •23.2.4. Технические средства подавления сигналов закладных устройств
- •23.2.6. Обнаружители пустот, металлодетекторы и рентгеновские аппараты
- •23.2.7. Средства контроля помещений на отсутствие закладных устройств
- •Глава 24т Средства предотвращения утечки информации через пэмин
- •24.1. Средства подавления опасных сигналов акустоэлектрических преобразователей
- •Телефонная трубка
- •24.2. Средства экранирования электромагнитных полей
- •Раздел IV. Организационные основы инженерно-технической защиты информации
- •Глава 25. Организация инженерно-
- •25.1. Задачи и структура государственной
- •25.2. Организация инженерно-технической защиты информации на предприятиях (в организациях, учреждениях)
- •25.3. Нормативно-правовая база инженерно- технической защиты информации
- •Глава 26. Типовые меры по инженерно-
- •Организационные меры итзи
- •26.2. Контроль эффективности инженерно- технической защиты информации
- •Раздел V. Методическое обеспечение инженерно-технической защиты информации
- •Глава 27. Рекомендации по моделированию системы инженерно-технической защиты информации
- •27.1. Алгоритм проектирования
- •Показатели:
- •Разработка и выбор мер защиты
- •27.2. Моделирование объектов защиты
- •27.3. Моделирование угроз информации
- •27.3.1. Моделирование каналов несанкционированного доступа к информации
- •27.3.2. Моделирование каналов утечки информации
- •Объект наблюдения
- •Примечание. В рассматриваемых зданиях 30% площади занимают оконные проемы.
- •Контролируемая зона
- •Граница контролируемой зоны
- •27.4. Методические рекомендации по оценке значений показателей моделирования
- •2. Производные показатели:
- •Глава 28. Методические рекомендации
- •28.1. Общие рекомендации
- •28.2. Методические рекомендации по организации физической защиты источников информации
- •28.2.1. Рекомендации по повышению укрепленности инженерных конструкций
- •28.2.2.Выбор технических средств охраны
- •28.2.2.3. Выбор средств наблюдения и мест их установки
- •28.3. Рекомендации по предотвращению утечки информации
- •28.3.1. Типовые меры по защите информации от наблюдения:
- •28.3.2. Типовые меры по защите информации от подслушивания:
- •28.3.3. Типовые меры по защите информации от перехвата:
- •28.3.4. Методические рекомендации по «чистке» помещений от закладных устройств
- •28.3.5. Меры по защите информации от утечки по вещественному каналу:
- •1. Моделирование кабинета руководителя организации как объекта защиты
- •1.1. Обоснование выбора кабинета как объекта защиты
- •1.2. Характеристика информации, защищаемой в кабинете руководителя
- •1.3. План кабинета как объекта защиты
- •2. Моделирование угроз информации в кабинете руководителя
- •2.1. Моделирование угроз воздействия на источники информации
- •2. Забор
- •3. Нейтрализация угроз информации в кабинете руководителя организации
- •3.1. Меры по предотвращению проникновения злоумышленника к источникам информащ
- •3.2. Защита информации в кабинете руководителя от наблюдения
- •3.4. Предотвращение перехвата радио- и электрических сигналов
- •2. Технические средства подслушивания
- •3. Технические средства перехвата сигналов
- •Технические средства инженерно-технической защиты информации
- •1. Извещатели контактные
- •2. Извещатели акустические
- •3. Извещатели оптико-электронные
- •4. Извещатели радиоволновые
- •5. Извещатели вибрационные
- •6. Извещатели емкостные
- •7. Извещатели пожарные
- •9. Средства радиоконтроля
- •10. Анализаторы проводных коммуникаций
- •11. Устройства защиты слаботочных линий
- •Примечание. Та — телефонный аппарат.
- •12. Средства защиты речевого сигнала в телефонных линиях связи
- •13. Средства акустического и виброакустической зашумления
- •14. Средства подавления радиоэлектронных и звукозаписывающих устройств
- •15. Нелинейные локаторы
- •16. Металлодетекторы
- •17. Рентгеновские установки
- •18. Средства подавления радиоэлектронных и звукозаписывающих устройств
- •19. Средства уничтожения информации на машинных носителях
- •20. Специальные эвм в защищенном исполнении
- •21. Средства защиты цепей питания и заземления
- •22. Системы экранирования и комплексной защиты помещения
- •Инженерно-техническая защита информации
Глава 21. Средства технической охраны объектов
21.1. Средства обнаружения злоумышленников и пожара
Средства обнаружения злоумышленника и пожара составляют ядро комплекса охраны источников информации и других ценных объектов, так как от вероятности обнаружения вторжения и оповещения о нем сил нейтрализации зависит эффективность нейтрализации угроз. Одним из основных средств обнаружения и пожара являются извещатели.
21.1.1. Извещатели
Разнообразие видов охраняемых зон и их характеристик привело к многообразию видов и типов извещателей. Классификация их дана на рис. 21.1.
По
назначению
По
принципу обнаружения
По
виду зоны обнаружении
для
блокирования отдельных объектов;
для
закрытых помещений;
для
открытых пространств;
■— для
блокирования периметров;
для
обнаружения пожара
точечные;
линейные;
поверхностные;
объемные
1
1 1 1
Контактные
Акустические
Оптико-
электронные
Микроволновые
Вибрационные
электро-
— звуковые; — активные; — радио-
магнито- — ультразву- — пассивные
волновые; ударно- ковые — радио-
контакные; лучевые;
обрывные
-— радиотехни
ческие
Емкостные
Тепловые
Ионизационные
Комбинированные
Рис.
21.1.
Классификация извещателейИзвещатели
По назначению извещатели делятся на средства для блокирования отдельных объектов, обнаружения злоумышленника и пожара в закрытых помещениях, обнаружения нарушителя на открытых площадках и блокирования периметров территории, здания, коридора. Такое деление обусловлено особенностями указанных зон и требованиями к средствам обнаружения в этих зонах. Средства охраны помещений и открытых площадок должны обнаруживать злоумышленника в любой точке этих зон, пери- метровые — при пересечении им периметра зоны. К средствам для охраны закрытых помещений предъявляются менее жесткие требования по устойчивости средств к климатическим воздействиям, но ограждения помещения вызывают многочисленные переотражения излучаемых извещателями полей, и эти особенности необходимо учитывать при создании и грамотной эксплуатации соответствующих средств.
По виду охраняемой зоны средства обнаружения делятся на точечные, линейные, объемные и поверхностные. Точечные средства обеспечивают охрану отдельных объектов, линейные — периметров, поверхностные — стен, потолков, окон, витрин и др., объемные — объемов помещений или открытых площадок.
По принципу обнаружения злоумышленника и пожара извещатели разделяют на:
контактные;
акустические;
оптико-электронные;
микроволновые (радиоволновые);
вибрационные;
емкостные;
тепловые (пожарные);
ионизационные (пожарные);
комбинированные.
Контактные извещатели реагируют на механические действия (открывание двери, люка или окна, пролом стены, давление веса), приводящие к замыканию или размыканию контактов извещателя, а также к обрыву тонкой проволоки или полоски фольги. Они бывают электроконтактными, магнитоконтактными, ударно- контактными и обрывными.
Электроконтактные извещатели (ДЭК-3, СК-1М, БК-1М и др.) представляют собой выключатели, которые под действием механической силы (при открытии злоумышленником двери, оконной рамы, форточки, шкафа и др.) размыкают или замыкают электрические цепи, соединяющие извещатели с приемно-контрольным прибором. Электроконтактые извещатели могут быть закамуфлированы под коврик перед дверью. Такой коврик представляет собой два металлических листа, между которыми проложен пористый диэлектрик с отверстиями. Листы с прокладкой помещают в оболочку из пластика или водонепроницаемой ткани и накрывают материалом типового коврика. Под тяжестью злоумышленника листы замыкаются через отверстия в диэлектрике, что приводит к возникновению сигналов тревоги.
Магнитоконтактные датчики (СМК-1 (ИО 102-2), СМК-3, ДМК-П, ИОЮ2-4, 5, 6, 15, 16 и др.) предназначены для блокирования открывающихся поверхностей (дверей, окон, люков и др.), а также переносимых предметов (экспонатов музеев и выставок). Извещатель содержит геркон (герметичную стеклянную трубку с укрепленными внутри магнитоуправляемыми контактами) и постоянный магнит, размещенных в одинаковых пластмассовых корпусах прямоугольной или цилиндрической формы. Магнит крепится на подвижной части блокируемой поверхности или на музейном экспонате, геркон — на неподвижной части или на подставке экспоната параллельно магниту на удалении не более 6-8 мм. Когда дверь, окно, люк закрыты, а экспонат находится на подставке, расстояние между магнитом и герконом минимальное, магнит притягивает контакты геркона и в зависимости от типа извещателя их замыкает или размыкает. При открывании злоумышленником поверхности или хищении экспоната магнит удаляется от геркона и контакты меняют свое положение на противоположное. Возникает сигнал тревоги.
593
39 Зак. 174
такт извещателя прикреплен к его корпусу, на конце другого, упругого контакта укреплен массивный груз. В силу инерционности этого груза гибкий контакт при колебаниях корпуса практически не изменяет своего положения, в результате чего он замыкается или размыкается с движущимся вместе с корпусом другим контактом. В современных ударноконтактных извещателях предусмотрен винт для регулировки чувствительности извещателя к удару. Изменением чувствительности минимизируются ложные срабатывания извещателя для конкретной помеховой обстановки.
Основу обрывных извещателей составляют тонкий провод, алюминиевая фольга и токопроводящий слой стекла или пленки. Провода диаметром 0,1-0,25 мм применяются для блокировки деревянных и прочих некапитальных конструкций помещения, решеток окон, небольших временных стоянок. Провод прокладывается по всей внутренней блокируемой поверхности параллельными рядами с расстоянием между рядами проволоки не более 200 мм, заделывается внутрь или вокруг стержней решеток окон, навешивается на кусты и деревья на высоте около 1 м вокруг охраняемой стоянки. Блокировку внутренних металлических решеток производят путем обвивания горизонтальных и вертикальных прутьев проводом с шагом витка 30-70 мм. Провод, уложенный на поверхности, маскируют шпаклевкой с последующим окрашиванием или покрывают листовым материалом (оргалитом, фанерой и др.).
Обрывные извещатели «Трос-1», «Кувшинка» и «Трепанг», применяемые для охраны мест временного расположения людей, техники, грузов, различных объектов и территории, обеспечивают блокирование рубежа максимальной протяженности 1,5, 2 и 5 км соответственно. Контакт между проводами после обрыва восстанавливается путем сплавления концов проводов при помощи спички или зажигалки.
Фольга алюминиевая толщиной 0,008-0,015 мм и шириной 6-10 мм применяется в основном для блокирования остекленных поверхностей площадью не более 8 м2. Например, извеща- тель «Фольга-С» комплектуется самоклеящейся фольгой шириной 10 мм, толщиной 14 мкм и длиной 5-20 м. Фольга наклеивается по периметру стекла на удалении нескольких мм от рамы и закрашивается краской под цвет рамы или фона стеклянной поверхности. К фольге крепится шлейф в виде гибкого провода (ПМВГ-0,2 или аналогичного).
Обрывные извещатели имеют высокую помехоустойчивость и широко применяются для блокирования поверхностей (на пролом и стекла на разбивание) и периметров.
Акустические извещатели для обнаружения злоумышленника используют акустические волны в звуковом и ультразвуковом диапазонах, которые возникают при разрушении им механических преград или отражаются от нарушителя при проникновении его в охраняемое помещение. Акустические извещатели, реагирующие на акустические сигналы при разрушении злоумышленником блокируемой поверхности, являются пассивными, ультразвуковые извещатели излучают акустические волны и являются активными.
Пассивные акустические извещатели («Грань-1,2»,« Шорох-1», «Гюрза-050М», «Окно-1» и др.) применяются для защиты строительных конструкций (окон, витрин, стен, потолков, полов, сейфов и др.). В них внешний акустический сигнал, возникающий при разбитии и взломе, преобразуется в электрический. При соответствии текущих признаков акустического сигнала эталонным формируется сигнал тревоги.
Для преобразования акустических сигналов в электрические применяют в основном поверхностные и воздушные пьезоэлектрические и электромагнитные датчики. Мембрана поверхностного датчика крепится (приклеивается) к защищаемой поверхности, воздушные акустические извещатели воспринимают воздушные акустические волны.
С целью уменьшения вероятности ложных тревог от акустических помех увеличивается количество используемых для идентификации демаскирующих признаков и усложняются алгоритмы ИХ обработки. Например, поверхностный пьезоэлектрический из- нещатель «Грань-2» выдает сигнал тревоги при наличии трех при- ишков: определенной амплитуды вибрации корпуса извещателя, приклеенного к блокируемой поверхности, уровня и числа импульсов от разрушительных воздействий за время 15 с. В перспективном бесконтактном извещателе о разбитии стекла «Арфа» производится цифровая двухканальная обработка акустических сигналов микропроцессором по 5 признакам разбития стекла. В звуковое извещателе «Class Tech» (Visonic Ltd) реализована так называемая технология компьютерного распознавания акустического образг (КРАО). Звуки, обнаруженные электретным микрофоном, преобразуются в цифровые сигналы, которые обрабатываются процессором. Трехэтапный статистический анализ и процесс принятия решения используют 18 различных признаков для надежного отличия настоящих тревог от ложных.
Ультразвуковые датчики (ДУЗ-4, ДУЗ-4М, ДУЗ-5, ДУЗ-12. «Фикус-МП-2», «Эхо-2», «Эхо-3» и др.) генерируют сигнал тревоги при появлении злоумышленника в контролируемой зоне охраняемого помещения. Извещатель содержит излучатель акустической волны в ультразвуковом диапазоне, приемник (акустоэлектричес- кий преобразователь) и электронный блок обработки. Излучатель посылает в охраняемое помещение акустическую волну с частотой выше 23 кГц. В результате интерференции прямых и отраженных волн в помещении возникают «стоячие» волны. При появлении в помещении человека, а также пламени пожара изменяется конфигурация отражающих поверхностей и характер «стоячих волн», а следовательно, изменяется уровень акустического сигнала на входе приемника, что приводит к появлению сигналов тревоги на выходе электронного блока. Снижение влияния помех достигается регулировкой чувствительности приемника. На таком принципе работают извещатели типа ДУЗ. Однопозиционный извещатель ДУЗ-12 обеспечивает охрану помещения объемом 0,3-150 м3. Извещатель ДУЗ-4М допускает подключение до 3 пар излучатель-приемник и позволяет защитить одновременно до трех помещений общим объемом до 2000 м3, а ДУЗ-5 обеспечивает работу до 10 пар и охрану до 5 помещений общим объемом до 5000 м3.
С целью снижения влияния акустических помех в более современных ультразвуковых извещателях предусмотрена селекция акустического сигнала по величине изменения его частоты в соответствии с эффектом Допплера. Эффект Допплера проявляется в изменении частоты сигнала, отраженного от движущейся поверхности. Если поверхность удаляется от источника звука, то частота уменьшается, когда приближается — частота увеличивается. В приемнике извещателя в результате измерения изменения частоты принимаемого акустического сигнала относительно частоты излучаемого выявляется отраженный от движущегося человека сигнал на фоне других сигналов, отраженных от неподвижных предметов. Для уменьшения ложных срабатываний необходимо также учитывать следующие требования по установке акустических извещателей:
высота установки — 1,5.. .2,5 м от пола;
не допускается установка извещателя непосредственно над батареями отопления, около форточки или фрамуги, вблизи оконных штор, декоративных растений и других предметов, колеблющихся под действием воздушных потоков в помещении;
на период охраны должны быть закрыты все окна, форточки и фрамуги, отключена принудительная вентиляция и калориферы, выключены или отключены любые источники акустических сигналов (телефоны, электрические звонки, репродукторы и т. д.).
В оптико-электронных извещателях для обнаружения злоумышленника и пожара используются инфракрасные лучи. По принципу действия такие извещатели делятся на активные и пассивные. Активные инфракрасные излучатели состоят из одной или нескольких пар излучателя ИК-лучей и фотоприемника. Сигнал тревоги формируется при пересечении ИК-луча злоумышленником.
Излучатель активного оптико-электронного извещателя создает узкий луч света в ИК-диапазоне, который в дежурном режиме освещает его фотоприемник. При пересечении луча злоумышленником или появлении на пути его распространения дыма уровень сигнала на выходе фотоприемника резко уменьшается, что приводит к формированию сигнала тревоги. В литературе активные оптико-электронные извещатели называют также фотоэлектрическими. В качестве источников излучения используются лампы накаливания, размещаемые в кожухе с отражателем и закрытые прозрачными для ИК-лучей фильтрами, и светодиоды, излучающие свет в ИК-диапазоне. В качестве светочувствительных элементов приемника применяются фотодиоды и фототранзисторы.
Так как излучатели создают узкие лучи в ИК-диапазоне, то активные оптико-электронные излучатели используются в основном для блокирования длинных поверхностей — коридоров, стен, заборов, периметров территории и зданий, т. е. выполняют функции линейных извещателей. С целью повышения надежности блокирования создают несколько параллельных лучей с помощью средств, в комплект которых входит соответствующее количество пар из- лучатель-фотоприемник. Например, активный оптико-электронный извещатель «Мак» создает до 16 лучей. Количество параллельных лучей может быть увеличено также переотражением луча с помощью входящих в состав некоторых извещателей отражателей. Оптико-электронные излучатели с отражателями применяют для блокирования дверных и оконных проемов. Если укрепить на внутренней стороне двери отражатель, а излучатель и приемник устанавливаются рядом на верхней части дверной рамы, то сигнал тревоги возникает не только при пересечении злоумышленником луча, но и при открывании двери. Например, применяемые для этого извещатели ДОП-1,2 обеспечивают длину блокируемой поверхности 0,4-2,5 м, а ДОП-3 — 0,5-5 м.
Оптико-электронные извещатели используются также для обнаружения пожара, сопровождаемого обильным образованием дыма. Дым может ослабить луч извещателей, применяемых для блокирования поверхностей до уровня, при котором происходит формирование сигнала тревоги. Специальные пожарные извещатели постоянно контролируют оптическую плотность воздуха возле потолка помещения. Пожарный извещатель имеет полость, в которой установлены излучающий светодиод и фотодиод приемника. При попадании внутрь оптической камеры частиц дыма рассеянный ими ИК-свет освещает фотодиод. Срабатывание извещателей с выдачей сигнала «Пожар» происходит при задымлении среды, снижающей ее прозрачность на 0,05-0,2 дБ/м.
Пересечение лучей активных оптико-электронных извещателей мелкими животными, птицами, листьями или другим мусором при сильном ветре, а также атмосферные осадки (сильный туман, ливень, снегопад) могут вызвать ложные тревоги. С целью их уменьшения модулируют луч при его излучении и вводят при формировании сигнала тревоги задержку на время перекрытия луча, называемую чувствительностью к перекрытию луча.
Модуляция луча осуществляется путем подачи на излучатель импульсного питающего напряжения. Например, в извеща- теле «Мак» длительность излучения составляет 30 мкс с частотой повторения 50 Гц. Демодуляция сигнала в приемнике производится синхронным детектором, на выходе которого возникает сигнал при несовпадении информационных и опорных сигналов. В качестве опорного сигнала для детектора используется последовательность импульсов, модулирующая луч и передаваемая от излучателя к приемнику по дополнительному проводному или радиоканалу синхронизации. Ложная тревога в этом случае возникает при совпадении времени прерывания светового импульса помехой с временем его излучения, что маловероятно. Действительно, при использовании извещателя «Мак» и равной вероятности по времени появления помехи в зоне луча вероятность ложной тревоги составляет величину, равную отношению времени излучения светового импульса к периоду импульсной последовательности, т. е. порядка 0,015.
Для уменьшения этой величины при формировании сигнала тревоги учитывается время прерывания луча злоумышленником и помехой. Даже бегущий человек не может прервать луч на время менее 0,1-0,5 с. Введение временной задержки устраняет влияние на работу извещателя мелких быстродвижущихся Животных и птиц.
Сочетание рассмотренных способов позволяет существенно i пизить вероятность ложных тревог. Кроме того, при установке из- нещателя в месте эксплуатации необходимо также учитывать принципы их работы и исключить попадание в зону действия луча качающихся от ветра штор в помещении и веток деревьев на открытом пространстве, прямого солнечного света и света автомобильных фар.
Пассивные оптико-электронные извещатели формируют сиг- iliui тревоги при попадании на вход термочувствительного элемента ИК-излучений от злоумышленника или от очага пожа- I ш. ' )ффективность работы пассивного извещателя тем выше, чем | >" м.шс разность между температурой источника тепла и темпера-
п фона. При разнице менее (2-3)° С извещатель «слепнет», т. е.
фический сигнал в блоке обработки, соответствующий теп- м ни 1му излучению злоумышленника или пожара, не отличается от 'litMCX,
В современных пассивных ИК приборах применяется схема автоматического увеличения чувствительности пропорционально росту температуры в помещении, но при этом может также увеличиться вероятность ложной тревоги. В зависимости от типа оптики извещатель имеет различные зоны обнаружения: от одно- лучевой длиной до 50 м и углом обзора 10-50 градусов до почти объемной, состоящий из 3-5 «вееров» по 10-16 лучей в каждом. Извещатель с зоной обзора в виде конуса с углом обзора около 70 градусов («Квант-3») устанавливается на потолке помещения и применяется для охраны экспонатов музеев. Диаграмма зон обнаружения формируется оптической системой извещателя на основе зеркал или линз Френеля. Современные извещатели комплектуются несколькими видами сменной оптики. Например, в извещателях «Фотон-1М, 2» формируется несколько чувствительных зон в одной плоскости. «Фотон-4» способен формировать зону обнаружения, состоящую из 32 чувствительных лучей в вертикальной и горизонтальной плоскостях. «Фотон-5» создает две сплошные вертикальные чувствительные зоны большой площади, позволяющие^ высокой вероятностью обнаруживать источники тепла. В извеща- теле «Фотон-6» путем использования сменных линз Френеля могут создаваться 3 вида зон обнаружения: вертикальная типа «занавес», объемная в виде многоуровневых секторов и узкая типа «коридор».
Так как пассивные оптико-электронные извещатели чувствительны к любым ИК-излучениям, в том числе батарей отопления, кондиционеров, к солнечным лучам, то с целью снижения вероятности ложной тревоги в извещателях сигнал тревоги формируется при последовательном пересечении источником ИК-излуче- ний чувствительных зон. С учетом этого извещатель нужно устанавливать в помещении таким образом, чтобы исключалось движение злоумышленника к объекту защиты в створе луча. При выборе места размещения извещателей в помещении необходимо также руководствоваться следующими соображениями:
извещатель не должен освещаться солнцем, особенно если перед окном имеются деревья, крона которых может создавать блики;
извещатель не следует устанавливать так, чтобы он или стена на противоположной стороне охраняемого участка освещались дальним светом автомобильных фар;
,|| извещатель не следует располагать на расстоянии менее 1,5 м || от вентиляционного отверстия и батареи центрального отопле- Щ ния.
Повышенная помехоустойчивость по отношению к помехам в видимом и ИК-диапазонах света достигается также использованием для обнаружения очагов горения открытым пламенем датчиков ультрафиолетового излучения и цифровой обработки сигналов от фотоприемника. Примерами таких извещателей могут служить пожарные извещатели ИП329-2 («Аметист») и ИП 329-1 («Пламя»).
Микроволновые (радиоволновые) извещатели используют для обнаружения злоумышленников электромагнитные волны в СВЧ диапазоне (9-30 ГГц). Они содержат СВЧ генератор, приемник и передающие и приемные антенны. Так как на электромагнитное поле в СВЧ диапазоне не влияют акустические помехи, свет и в существенно меньшей степени атмосферные осадки, то эти извещатели все более широко применяются для охраны помещений, открытых пространств и периметров.
В зависимости от вида электромагнитного поля микроволновые излучатели делятся на радиолучевые и радиотехнические.
В радиолучевых извещателях для блокирования периметров («Радий-1», «Пион-Т (ТМ)», «Риф-РЛ», «Гарус», «Лена-2», «Протва», «Витим») антенна излучателя формирует узкую диаграмму направленности в виде вытянутого эллипсоида с высотой и шириной в середине зоны обнаружения 2-10 м. Длина одного участка обнаружения достигает 300 м. При пересечении человеком электромагнитного луча, излучаемого передающим устройством в сторону приемника, уменьшается из-за экранирующих свойств человека напряженность поля в точке приема, в результате чего возникает сигнал тревоги.
601
38 Зак. 174
Радиотехнические извещатели обнаруживают злоумышленника по изменениям им характеристик СВЧ поля. Электромагнитное поле создается одним или несколькими СВЧ передатчиками. В качестве передающий антенны применяется специальный радиочастотный кабель, прокладываемый вдоль периметра охраняемой территории. Антенна приемника размещается в центре территории или в виде кабеля, параллельного передающему. При вторжении злоумышленника в чувствительную зону извещателя характеристики сигнала на входе приемника изменяются, что вызывает сигнал тревоги.
Способ обнаружения злоумышленника с помощью размещаемой в центре охраняемой территории антенны приемника реализован в быстро развертываемой радиотехнической системе «Виадук»», предназначенной для обнаружения вторжения в охраняемую зону злоумышленников, двигающихся ползком, согнувшись или в полный рост со скоростью 0,5-6 м/с. Передающий радиочастотный кабель располагается по периметру на расстоянии 150-300 м от антенны приемника.
В извещателе «Бином» (Россия) и «S-Тгах» электромагнитное поле создается между двумя параллельно проложенными коаксиальными кабелями с отверстиями. Кабели укладываются по периметру блокируемой территории в землю на глубине 10-15 см и на расстоянии 2-3 метров друг от друга. Из отверстий кабеля, подключенного к генератору, «вытекает» электромагнитное поле и «втекает» в отверстия кабеля, подключенного к приемнику. Кабели этих извещателей создают зону обнаружения шириной до 10 м и высотой и глубиной около 70 см. Закапывание кабелей в землю позволяет применять этот извещатель для обнаружения подкопа, обеспечивает его хорошую маскировку, высокую помехоустойчивость от транспорта, однако на чувствительность этого извещателя влияет электропроводность грунта.
К вибрационным относятся извещатели, обнаруживающие злоумышленника по создаваемой им вибрации в грунте при движении, в легком заборе (типа сетки «рабица») при попытке преодоления его нарушителем, при открывании дверей, окон, люков и др. конструкций. Вибрационные извещатели отличаются от акус-
I Тических инфразвуковым диапазоном воспринимаемых ими час- | тот колебаний блокируемой поверхности. В зависимости от физи- ' веской природы преобразования механического давления в элект- : рический сигнал вибрационные извещатели бывают электретные, Магнитные, волоконно-оптические, трибоэлектрические. Если датчики извещателя размещаются в грунте, то вибрационные извещатели называют также сейсмическими.
В вибрационных извещателях чувствительные элементы выполняются в виде отдельных (пьезо- и электромагнитных) датчиков, кабелей и шлангов с жидкостью. В электретных и трибоэлек- трических кабелях создается электрическое поле, в кабелях типа «Guardwire 400» — магнитное поле, в световодах — световой луч. Датчики укрепляются на защищаемой поверхности, кабели навешиваются на проволочные заборы, ими опутываются ручки дверей, люков, краны трубопроводов, шланги закапываются в грунт. В результате механических воздействий нарушителя на чувствительные элементы вибрационных извещателей в них возникают электрические сигналы (в электромагнитных, магнитных, пьезоэлектрических, трибоэлектрических, электретных) или изменяются характеристики светового сигнала. Изменение давления в любой точке шланга жидкостного извещателя, вызванное вибрацией, передается к гидрофону, преобразуется в электрический сигнал, который при превышении заданного уровня вызывает сигнал тревоги. Сигнал тревоги возникает также при попытках разрушения злоумышленником кабелей.
Для надежной селекции сигналов, вызванных злоумышленником, от помех производится постоянно усложняемая в новых типах извещателей обработка сигналов от чувствительных элементов. Например, в периметровом волоконно-оптическом извещате- ле «Ворон» (Московский технический университет связи и информатики, АО «Рефлектор») повышение помехоустойчивости достигается применением 4 канального процессора, обучаемого после монтажа на конкретном объекте с имитацией пересечения нарушителем заграждения.
Емкостные извещатели («Ромб-К4», «Пик», «Барьер-М», «Риф», «Градиент» и др.) создают сигналы тревоги при приближении злоумышленника к объекту охраны. С точки зрения радиотехники движение злоумышленника можно представить как приближение токопроводящей поверхности достаточно большой площади, являющейся моделью злоумышленника, к токопроводящей поверхности антенны емкостного извещателя, размещенной на объекте охраны. В качестве антенны может быть использована токо- проводящая поверхность охраняемого объекта (например, сейфа) или электрический провод, укрепляемый в оконных или дверных проемах, шкафах, на стенах складов и т. д. Между человеком и антенной существует распределенная емкость, величина которой обратно пропорциональна расстоянию между ними. Принцип работы емкостных извещателей состоит в изменении эквивалентной (собственно контура и распределенной) емкости контура генератора сигналов извещателя, вызванной увеличением распределенной емкости между приближающимся нарушителем и антенной извещателя. Изменение емкости приводит к изменению частоты генератора и уменьшению амплитуды связанного с ним контура, настроенного на частоту генератора при отсутствии вблизи антенны человека. Несовпадение частот в контурах приводит к снижению амплитуды колебаний во втором контуре, уменьшение которой менее порога вызывает сигнал тревоги. Чувствительность емкостных датчиков оценивается максимальным расстоянием приближения к антенне, которое составляет 10-30 см.
Для обнаружения пожара применяются извещатели, реагирующие на демаскирующие признаки пожара— повышенную концентрацию дыма в воздухе, высокую температуру и излучения открытого пламени. В различных условиях эти демаскирующие признаки имеют разную информативность.
На повышение температуры в помещении реагируют тепловые извещатели. Тепловые извещатели применяют в помещениях, в которых при возгорании быстро повышается температура воздуха. Тепловые извещатели делят на максимальные и дифференциальные. Максимальные подают сигнал тревоги при превышении значения температуры воздуха температуры срабатывания извещателя.
В качестве чувствительных к температуре элементов в них применяются:
терморезисторы, уменьшающие свое сопротивление при повышении температуры;
термобиметаллические пластины с разными коэффициентами теплового расширения, изгибаемые и размыкающие электрические контакты при повышении температуры;
легкоплавкие сплавы (Вуда с температурой плавления 60,5°С, дАрсе — 79°С), замыкающие при нормальной температуре контакты извещателя;
термоферриты с уменьшающейся с повышением температуры магнитной проницаемостью и используемые в качестве сердечников электромагнитных реле, которые размыкают контакты при снижении магнитного поля менее уровня срабатывания реле.
В извещателях с терморезисторами уменьшение сопротивления приводит к увеличению силы протекающего через них тока. При превышении его значения заданного (эталонного) возникает сигнал тревоги. Изменяя эталонное значение силы тока, можно настроить извещатель на требуемую максимально допустимую температуру.
Максимальные тепловые извещатели имеют достаточно большую инерционность (30-90 с), обусловленную временем нагревания чувствительного элемента до температуры срабатывания.
Меньшую инерционность и большую устойчивость к изменениям внешней среды имеют дифференциальные тепловые извещатели. Дифференциальный извещатель содержит два чувствительных элемента, один из которых (внешний) контактирует с воздухом среды, а другой — внутренний, размещен внутри корпуса извещателя и непосредственного контакта с окружающей средой не имеет. Сигналы с каждого из чувствительных элементов подаются на входы дифференциального усилителя. Сигнал на выходе этого усилителя пропорционален разности входных сигналов. Когда температура обоих чувствительных элементов одинакова, то сигнал на выходе усилителя близок к нулю. Медленное повышение температуры воздуха в помещении из-за, например, жаркой погоды не изменяет уровень сигнала на выходе дифференциального усилителя. При быстром изменении температуры воздуха нагревание чувствительных элементов происходит с разной скоростью. В результате этого входные сигналы отличаются по величине, уровень сигнала на выходе усилителя увеличивается, что приводит к формированию сигнала тревоги.
Так как дым является наиболее информативным признаком пожара и, что особенно важно, на начальном этапе возгорания, когда нет еще открытого пламени, то наиболее широко применяются пожарные извещатели, реагирующие на дым. По принципам работы различают оптические и ионизационные извещатели. В оптическом извещателе измерительная камера с отверстиями для поступления воздуха содержит ИК-излучатель (светодиод) и фотоприемник (фотодиод), расположенные друг против друга. При отсутствии в воздухе дыма свет от излучателя попадает на фотоприемник почти без затухания. При задымленности воздуха световой поток на элементе фотоприемника уменьшается, сигнал на его выходе снижается до порогового значения.
В ионизационных извещателях вместо света используется поток радиоактивного слабого излучения частиц плутония-239 со сверхнизкой излучающей активностью 10 мкКю и америций-241 с активностью 0,8-0,9 мкКю. Поток радиоактивных излучений направляется в 2 камеры. В измерительную камеру проходит окружающий воздух, а контрольная камера изолирована от воздуха. При отсутствии дыма в измерительной камере разность сигналов на выходах детекторов мала. В случае появления дыма в ней интенсивность потока снижается, разность уровней сигналов детекторов возрастает, возникает сигнал тревоги. Ионизационные извещатели относятся к наиболее надежным пожарным датчикам, их конструкция обеспечивает полную радиационную безопасность. Но их не рекомендуется устанавливать в детских учреждения, школах, жилых помещениях и других местах, где они могут быть изъяты и разобраны детьми или чрезмерно любопытными взрослыми. Кроме того, после окончания срока эксплуатации (более 5 лет) ионизационных извещателей необходимо захоронение содержащихся в них радиоактивных веществ. Качественное сравнение ионизационных и оптических извещателей при различных видах горения приведены в табл. 21.1 [10].
Вид горения |
Способ обнаружения |
|
Ионизационный |
Оптический |
|
Открытое горение древесины |
+ |
- |
Тление древесины |
- |
+ |
Тление хлопка |
+ |
+ |
Открытое горение пластмассы |
+ |
+ |
Горение жидкости с выделением сажи |
- |
+ |
Горение керосина |
+ |
- |
Указанные извещатели являются точечными и используются в основном для помещений типовой конфигурации. Для обнаружения возгораний в длинных и узких помещениях или конструкциях (кабельных каналах, транспортных депо, химических реакторах и др.) применяют линейные тепловые извещатели и традиционные периметровые инфракрасные извещатели.
Линейный тепловой извещатель представляет собой кабель, содержащий 4 медных проводника, каждый из которых покрыт оболочкой из материала с отрицательным температурным коэффициентом. Оболочки проводников в кабеле плотно прижаты друг к другу. Концы проводников попарно соединены друг с другом, образуя две петли. Сопротивление между петлями зависит от сопротивления оболочек, значение которой изменяется при изменении их температуры. Блок обработки линейного теплового извещателя формирует сигнал тревоги при снижении этого сопротивления менее заданного значения.
Периметровые инфракрасные извещатели реагируют на повышение величины затухания среды за счет ее задымленности так же, как реагируют они на пересечение луча злоумышленником.
Однако не все виды возгораний, особенно на начальном этапе, сопровождаются интенсивным выделением дыма. Для обнаружения пламени используются ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели пламени. Ультрафиолетовый извещатель представляет собой высоковольтный газоразрядный датчик с чувствительностью в области ультрафиолетового диапазона (220-280 мкм).
Ультрафиолетовые лучи от открытого пламени ионизируют газ между электродами датчика и увеличивают ток разряда, что используется в устройстве обработки для формирования сигнала тревоги. Оптические инфракрасные извещатели реагируют на излучение открытым пламенем пожара инфракрасных лучей, аналогичных инфракрасному излучению человеком.
Многообразие видов пожара и их демаскирующих признаков вынуждает разработчиков пожарных извещателей к созданию комбинированных извещателей, срабатывающих на различнее признаки разных видов пожара. \
Основной проблемой при создании и применении извещателей остается обеспечение высокой вероятности обнаружения злоумышленника (для охранных извещателей) и пожара (для охранно- пожарных и пожарных извещателей) и малой вероятности ложных срабатывания. Для исключения психологического привыкания охранников к ложным тревогам, которое негативно отражается на их отношении к, службе, ложное срабатывание не должно происходить чаще одного раза в течение 1-2 тысяч часов.
Повысить надежность обнаружения злоумышленника или пожара можно путем дублирования извещателей с разными принципами обнаружения. Но при простом дублировании одновременно возрастает вероятность ложных тревог, так как приемно-контроль- ный пункт реагирует на сигнал тревоги, в том числе ложный, от каждого извещателя. Для повышения вероятности обнаружения злоумышленника и пожара при малых значениях вероятности ложной тревоги в комбинированных извещателях усложняется алгоритм обработки сигналов от разных датчиков.
В периметровых комбинированных извещателях «Протва-3,4» вибрационный извещатель навешивается на забор, под ним зону обнаружения формирует радиолучевой извещатель, а в грунт укладывается радиотехнический извещатель типа «Бином». В комбинированном извещателе для охраны особо протяженных периметров «Гоби» предусмотрена возможность комплектации различными видами датчиков: контактными, вибрационными, радиолучевыми, емкостными и др.