Типовой аппаратно-программный комплекс автоматизированной системы обеспечения безопасности города (КА СОБГ)

Золотая медаль 13-го Международного форума и выставки «ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА» за конкурсный проект «Аппаратно-программный комплекс автоматизированной системы обеспечения безопасности города»

Медаль за лучшее инновационне решение " Аппаратно-программный комплекс автоматизированной сисемы обеспечения безопасности города" на выставке специальных технических средств «БЕЗОПАСНОСТЬ» в г. Воронеже

Скачать буклет

Проживание в современном мегаполисе таит в себе множество скрытых и явных опасностей, которые приумножаются соразмерно глобализации криминальных структур и по мере появления новых террористических и техногенных угроз. Соответственно, чем более сложной и неоднородной является инфраструктура города, тем серьезнее должны быть требования к обеспечению безопасности ее граждан.

Достижение цели укрепления безопасности требует решения целого ряда задач практически во всех сферах жизнедеятельности:

  • в сфере общественной безопасности;
  • в области предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
  • в техногенной сфере;
  • в социальной сфере;
  • в области экономики.

Одной из наиболее эффективных составляющих решения данных задач является создание комплексной автоматизированной системы обеспечения безопасности города, разрабатываемой на основе современных информационных технологий построения сложных территориально распределенных систем.

В настоящее время в Москве и в ряде других городов создаются и активно внедряются системы обеспечения безопасности города (СОБГ). Подобные системы разрабатываются и предлагаются к внедрению различными организациями, каждая из которых предлагает свои решения, основанные на собственном опыте разработок и применяемых ими технических средствах.

Одной из основных проблем внедрения и развития подобных систем является отсутствие нормативно-правовой базы, которая бы обеспечила единый подход и определила бы основные базовые требования к СОБГ. Как правило, в лучшем случае, разработка СОБГ начинается с создания концепции построения СОБГ. Однако, зачастую, предлагаемые различными организациями концепции, исходят из возможностей технических средств безопасности, а не из потребностей пользователей таких систем – государственных и муниципальных служб, ответственных за безопасность города от существующих или потенциальных угроз различного характера (технологических, экологических, криминальных, террористических, социальных и др.). В конечном итоге концепция СОБГ должна исходить из потребности конечного пользователя – потребностей жителей города в обеспечении их безопасности.

Общим недостатком большинства предлагаемых концепций является отсутствие системности и комплексного подхода. Угрозы безопасности, оказывающие деструктивное воздействие на различные сферы жизни и деятельности города и ее жителей, находятся в тесной взаимосвязи и во взаимодействии друг с другом. В ходе этого взаимодействия возникает результирующий комплекс угроз, который не является простой их совокупностью. Исходя из этого, обеспечить эффективное противодействие существующим и потенциальным угрозам можно только при учете особенностей каждой из них, а также специфики их проявления в единой системе деструктивных факторов. Отсюда следует вывод, что состояние безопасности города носит комплексный и системный характер, что должно быть учтено при разработке концепции СОБГ и в конечном итоге в реализации и внедрении системы.

В частности, одним из наиболее существенных недостатков, предлагаемых систем, является то, что основным (а зачастую единственным) направлением построения СОБГ является создание системы видеонаблюдения (систем охранного телевидения – СОТ).

При этом основными критериями СОБГ в этом случае считаются:

  • общее количество действующих на территории города видеокамер;
  • изменения в статистике раскрываемости преступлений и частота обращения к видеоархиву силовых структур во время расследования происшествий.

Безусловно, системы видеонаблюдения (особенно с учетом их все возрастающее интеллектуализации) могут решить многие вопросы укрепления безопасности. Однако, возможности по раннему обнаружению и предотвращению чрезвычайных ситуаций (особенно техногенного характера) с использованием только систем видеонаблюдения в настоящее время не достаточно эффективны. Это связано с тем, что системы видеонаблюдения не являются в полной мере автоматизированными системами. В конечном итоге решение принимается человеком – оператором видеонаблюдения с присущими ему всеми недостатками «человеческого фактора». Несмотря, на то, что в современных системах видеонаблюдения активно ведется работа по автоматизации функций – различные системы, видеодетекции, распознавания, обнаружения, видеоаналитики, в настоящее время СОТ не может в полной мере (с учетом экономических показателей) обеспечить решение оперативных задач по обнаружению угроз. Еще одним из недостатков СОТ является то, что для передачи видеоинформации необходимо использовать высокоскоростные каналы связи, а для хранения видеоданных – накопители информации большой емкости. С учетом того, что в СОБГ количество используемых видеокамер может достигать многих сотен и тысяч, то эти задачи требуют тщательной проработки для своего эффективного решения.

 Специалистами ООО «СИГМА-ИС» на основе многолетнего опыта работ по созданию и внедрению сложных территориально распределенных автоматизированных систем управления функционированием, жизнеобеспечением и безопасностью (АСУ ФЖБ) разработан системный подход к созданию комплексной автоматизированной системы обеспечения безопасности города (КА СОБГ), который учитывает этапы жизненного цикла системы – проектирование, реализацию, эксплуатацию, обслуживание.

Сущность данного подхода заключается в следующем:

  • разработана методика моделирования и анализа полного набора угроз, а также степени рисков, на основе которой определяются требования к построению системы, с учетом необходимого уровня обеспечения безопасности объектов города в целом;
  • в соответствии с выработанными и согласованными требованиями по обеспечению комплексной безопасности формируется структура системы.

На рис. 1 и рис.2 приведены фрагменты алгоритмов построения КС СОБГ.

Рис. 1. Алгоритм анализа инженерного сооружения и определения защищаемых элементов

КА СОБГ строится как открытая система, обеспечивающая, принципиальную возможность в достаточно широких пределах оперативной замены и совершенствования отдельных функциональных модулей без нарушения целостности и работоспособности системы в целом. 

Рис.2. Алгоритм анализа угроз и создания КА СОБГ

Как показали проведенные нами исследования и результаты моделирования, эффективным способом построением системы, в части управления и мониторинга, является построение КА СОБГ в виде трехуровневой системы, а именно, создание следующих уровней обеспечения безопасности:

  • уровня городского звена, обеспечивающего централизованный мониторинг и управление системой безопасности города в целом, а так же взаимодействие с вышестоящими федеральными системами безопасности;
  • уровня территориального звена, обеспечивающего мониторинг и управление выделенным (как правило, для крупного мегаполиса) сектором системы безопасности;
  • уровня объектового звена, обеспечивающего контроль и управление непосредственно системой безопасности конкретного сооружения.

Важнейшей задачей при построении СОБГ современного мегаполиса является управление информационными потоками. В соответствии с проведенной формализацией целей и задач, вся информация, циркулирующая как в рамках системы, так и в части взаимодействия с внешними информационными системами (федеральные и муниципальные) структурируется следующим образом.

Во-первых, информационные потоки разделяются по типам:

  • видеоинформация, формируемая системами видеонаблюдения и охранного телевидения объектов безопасности;
  • телеметрическая информация, формируемая технологическими системами безопасности и жизнеобеспечения объектов;
  • тревожная информация, автоматически формируемая всеми системами в случае возникновения нештатной и чрезвычайной ситуации;
  • управляющая информация, поступающая как от внутренних систем КАСОБГ, так и внешних – систем безопасности федерального уровня.

Во-вторых, определяются приоритеты при передаче каждого типа информации (в первую очередь тревожные сообщения, телеметрическая информация о неисправностях оборудования и т.д.).

В-третьих, устанавливается периодичность обмена информацией – постоянно или через определенный интервал (самоконтроль).

В-четвертых, определяются единые протоколы передачи для каждого типа информации, место и продолжительность ее хранения, круг пользователей информации, степень доступности информации для пользователей и защищенность информации от несанкционированного доступа.

Разумеется, для КА СОБГ, создаваемой как открытая система, данные параметры должны быть настраевыми, как при реализации, так и в процессе эксплуатации системы.

Основными источниками информации, а также объектами управления являются объекты города – жилые дома, офисные, производственные, торговые здания, культурные и спортивные объекты, места массового скопления людей, инженерные сооружения, объекты транспортной инфраструктуры города, транспортные коммуникации и т.д.

Несмотря, на различия, как в части их масштабов, так и функционального назначения, в соответствии с системным подходом необходимо проведение типизации всех объектов обеспечения безопасности. Так для инженерных сооружений города Москвы данная типизация проведена и утверждена Департаментом жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства (ДЖКХ и Б) правительства Москвы – это мостовые сооружения, транспортные тоннели, пешеходные тоннели и т.д. Данный подход целесообразно распространить и на остальные объекты города. Естественно, ряд объектов останутся уникальными. Однако для основной массы объектов, это позволит обеспечить формирование паспорта безопасности объекта, в том числе:

  • разработку для каждого типа объекта модели угроз и возможность определения необходимого уровня безопасности;
  • определение для каждого типа объекта уровня важности, в том числе с учетом требований СМИС;
  • разработку типовой структуры интегрированной системы безопасности объекта;
  • разработку порядка передачи информации для принятия решения.

Общая структура типовой КА СОБГ включает:

  • уровень мониторинга и управления;
  • уровень функциональных подсистем;
  • состав подсистем – оборудование мониторинга и управления.

Рис. 3. Структура КС СОБГ

Разумеется, для каждого типа объекта состав функциональных подсистем различен, но в общем виде, можно выделить следующие основные подсистемы безопасности объекта:

  • система охранного телевидения (СОТ);
  • система охранной сигнализации (СОС);
  • система контроля и управления доступом (СКУД);
  • автоматическая система пожарной сигнализации (АСПС);
  • система тревожной сигнализации (СТС);
  • система охранного и аварийного освещения (СОАО);
  • система голосового оповещения и связи (СГОС);
  • система инженерно-технической укрепленности (СИТУ);
  • система технологической безопасности (СТБ);
  • система социальной безопасности.

Реализацию функций обеспечения мониторинга состояния, согласованного функционирования и управления технологическим оборудованием представленных подсистем, а также информационное взаимодействие с внешними системами безопасности осуществляется программно-техническим комплексом (ПТК) объекта.

В основной состав ПТК входит оборудование, разработанное и серийно выпускаемое НПФ «СИГМА-ИС» серии «Рубеж». Интеллектуальным ядром ПТК является объектовый сервер безопасности – прибор контроля, управления и видеонаблюдения «Р-09» и его модификации, позволяющие решать все задачи  построения системы (в том числе и видеонаблюдения) на объектовом уровне без использования ПЭВМ, что значительно повышает надежность и простоту эксплуатации в целом. Кроме этого, «Р-09» реализует управление приемом-передачей как телеметрической, так и видеоинформацией. Но, что наиболее важно «Р-09» обеспечивает реализацию комплексных алгоритмов автономного функционирования инженерных сооружений в штатном режиме и режиме чрезвычайной ситуации, в том числе при отсутствии связи с верхним уровнем. При этом алгоритмы автономного комплексного управления для каждого объекта могут отрабатываться на специальных стендах, а затем переносится в ПТК, в том числе дистанционно (по каналам связи).

Для обеспечения эффективного функционирования КА СОБГ в соответствии с предлагаемым системным подходом разрабатываются комплексные алгоритмы функционирования системы в целом, как в штатном режиме, так и режимах ЧС, а также алгоритмы взаимодействия с внешними системами безопасности (в том числе федерального и муниципального уровня).

Реализация данного подхода обеспечивает создание эффективных систем мониторинга и управления для верхнего и среднего уровней КА СОБГ – диспетчерских пунктов (главного диспетчерского центра – ГДЦ и локальных диспетчерских центров – ЛДЦ), как в части реализации функциональных задач, так и в части рациональности построения – структуры и состава технологического оборудования, автоматизированных рабочих мест.

Рис. 4. Структура главного диспетчерского центра (ГДЦ)

Для городского и территориального звена безопасности разработаны типовые программно-технические комплексы. Они имеют общую структуру и различаются в основном количеством технических средств. Типовая структура ПТК включает:

  • коммуникационную подсистему, обеспечивающую информационный обмен по различным каналам связи (в том числе узкополосным);
  • подсистему сбора, обработки и хранения видео и телеметрической информации;
  • подсистему мониторинга и управления – автоматизированные рабочие места, коллективные средства отображения и документирования.

Рис. 5. Структура локального (дежурного) диспетчерского центра (ЛДЦ)

Программным обеспечением для поддержки КА СОБГ является специальное программное обеспечение (СПО) – универсальная интеграционная платформа «RM-3», разработанная НПФ «СИГМА-ИС», полностью реализующее функции в сетевом режиме как по приему/передаче информации (в том числе видеоинформации по низкоскоростным каналам связи), так и ее интеллектуальной обработки и эргономичном представлении.

Однако полнота реализации целевого назначения современных систем безопасности зависит не только от способа построения и выбора технологического оборудования, но, в значительной степени, от возможностей дежурного персонала эффективно и гибко применять технические средства управления в различных ситуациях в штатном режиме и в режиме ЧС.

Для решения данных вопросов необходимо обеспечить эргономические показатели системы в целом, что реализовано с помощью, заложенной в систему интеллектуальной составляющей (математического и программного обеспечения). Кроме того необходимо создание учебно-тренажерных комплексов (УТК) в составе КА СОБГ.

Основными функциями УТК являются:

  • подготовка персонала дежурных смен, проведение обучения и тренировок;
  • проведение компьютерных командно-штабных учений и деловых игр с руководящим составом служб города, принимающих участие в ликвидации чрезвычайных ситуаций;
  • разработку и апробацию на основе моделирования комплексных алгоритмов автоматизированного управления СОБГ в режиме различных чрезвычайных ситуаций.

Рис. 6. Структура учебно-тренировочного комплекса

В целом внедрение системного подхода к построению комплексной автоматизированной системы безопасности города позволяет:

  • при проектировании систем правильно и достаточно полно отразить вопросы и сроки выполнения мероприятий по обеспечению комплексной безопасности инженерного сооружения, существенно сократить сроки проектирования, исключить многократную переработку проектно-сметной документации и, следовательно, ускорить сроки строительства объекта, что приведет к значительной экономии финансовых средств;
  • эксплуатирующим организациям - без лишних затрат времени разработать необходимые документы по обеспечению комплексной безопасности сооружений, подготовке и переподготовке работников служб, созданных для технического обслуживания и ремонта подсистем комплексной безопасности, проведению профилактических и сервисных работ;
  • аварийно-спасательным службам - разрабатывать оперативные планы взаимодействия по ликвидации возможных чрезвычайных ситуаций.

В качестве примера на рис. 7 приведена структура системы мониторинга и безопасности инженерных сооружения города, разработанная с использованием методологии приведенного выше системного подхода.

Рис. 7. Структурная схема системы централизованного мониторинга и обеспечения безопасности инженерных сооружений города