Модель и метод анализа вероятности обнаружения нарушителя пассивными инфракрасными извещателями систем физической защиты объектов информатизации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.19, кандидат наук Воробьев Павел Андреевич

• Воробьев Павел Андреевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Воробьев Павел Андреевич

Введение

1. ПИК ИЗВЕЩАТЕЛИ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

1.1. Анализ основных характеристик ПИК извещателей

1.1.1. Оптическая система

1.1.2. Диаграмма направленности

1.1.3. Пироэлектрический приемник

1.1.4. Схема обработки сигнала

1.1.5. Алгоритмы обработки сигналов в ПИК извещателях

1.2. Государственные, межгосударственные и международные стандарты

1.2.1. Государственный стандарт РФ

1.2.2. Методика испытаний согласно стандарту РФ

1.2.3. Европейский стандарт

1.2.4. Методика испытаний согласно европейскому стандарту

1.2.5. Стандарт США

1.2.6. Методика испытаний согласно стандарту США

1.3. Эффективность ПИК извещателей

1.3.1. Критерии эффективности

1.3.2. Вероятность обнаружения

Заключение по главе

2. МОДЕЛЬ НАРУШИТЕЛЯ СИСТЕМЫ ФИЗИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

2.1. Факторы, влияющие на ВО

2.1.1. Окружающие условия

2.1.2. Активные воздействия

2.1.3. Пассивные воздействия нарушителя

2.2. Модели нарушителя системы физической защиты

2.2.1. Модели нарушителя

2.2.2. Термограмма нарушителя

2.2.3. Анализ распределения мощности ИК излучения по телу нарушителя

2.2.4. Основные способы маскировки ИК излучения

2.3. Исследование влияния пассивных воздействий нарушителя на ВО

2.3.1. Влияние характера движения нарушителя на ВО

2.3.2. Влияние снижения уровня ИК излучения нарушителя на ВО

Заключение по главе

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ НАРУШИТЕЛЯ

3.1. Анализ структуры диаграммы направленности ПИК извещателя

3.2. Разработка методики оценки ВО

3.3. Условия проведения экспериментальных исследований ПИК извещателей

3.4. Результаты лабораторных испытаний образцов ПИК извещателей

3.4.1. Тангенциальное направление движения цели

3.4.2. Радиальное направление движения цели

3.4.3. Размеры зон обнаружения

Заключение по главе

4. РАЗРАБОТКА ПИК ИЗВЕЩАТЕЛЯ, ИНВАРИАНТОГО К НАПРАВЛЕНИЮ ДВИЖЕНИЯ ЦЕЛИ

4.1. Критерии и ограничения

4.2. Разработка алгоритма обработки сигналов ПИК извещателя

4.3. Разработка структурной схемы

4.4. Результаты испытаний разработанного ПИК извещателя

4.5. Влияние ВО извещателя на эффективность СФЗ

Заключение по главе

Заключение

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модель и метод анализа вероятности обнаружения нарушителя пассивными инфракрасными извещателями систем физической защиты объектов информатизации»

Актуальность темы

Эффективность системы физической защиты (СФЗ) объектов информатизации (ОИ), как одного из основных элементов защиты информации [1] (наряду с криптографической, правовой и технической), в значительной мере зависит от параметров средств обнаружения (СО), входящих в состав указанной СФЗ, и в частности, от вероятности обнаружения (ВО) ими несанкционированных действий нарушителей. К таким действиям относится проникновение (НП) на защищаемый ОИ [2] с целью несанкционированного доступа к средствам и системам обработки, хранения и передачи информации. К упомянутым ОИ относится [3], в частности, совокупность средств и систем обработки информации, а также средств их обеспечения, помещений или объектов (зданий, сооружений, технических средств), в которых эти средства и системы установлены или помещений и объектов, предназначенных для ведения конфиденциальных переговоров.

Одним из важнейших аспектов задач, связанных с построением СФЗ, является обеспечение надежного обнаружения НП, что необходимо для достижения требуемого уровня физической защиты систем и объектов формирования и предоставления пользователям информационных ресурсов. А это невозможно без соответствующих средств обнаружения НП, которые являются неотъемлемыми устройствами любой СФЗ. Основной характеристикой, определяющей эффективность того или иного СО, является ВО. В настоящее время наиболее широко используемым СО СФЗ является пассивный инфракрасный (ПИК) извещатель. Требования к таким извещателям установлены в соответствующих государственных стандартах [4, 5]. Однако стандарт [5] предусматривает требования для обнаружения указанными извещателями движения нарушителя только в одном направлении, тангенциальном относительно луча диаграммы направленности (ДН) ПИК извещателя, то есть наиболее выгодном с точки зрения ВО. В то же время, очевидно то, что при НП,

нарушитель, особенно подготовленный, может перемещаться по объекту информатизации в любых направлениях, в том числе и выбирая наиболее уязвимые для извещателя СФЗ.

Суммируя вышесказанное, представляется актуальной оценка характера изменения ВО при различных условиях проникновения нарушителя на защищаемый ОИ, а также разработка ПИК извещателя, инвариантного к направлению движения нарушителя. Наиболее востребованным это может быть в случае обеспечения защиты особо важных ОИ, попытки проникновения на которые с высокой вероятностью могут быть предприняты подготовленными нарушителями.

Степень научной разработанности темы исследования

Многие отечественные и зарубежные ученые, результаты трудов которых отражены в различных монографиях, статьях, учебных изданиях, занимались вопросом, связанным с исследованием проблем разработки и оценки эффективности СФЗ. Одной из базовых работ в данной области является работа [6], написанная одним из ведущих специалистов в области СФЗ и анализа уязвимости ОИ - Мэри Линн Гарсиа. В основу данной книги положены методология, исследования и разработки Национальной лаборатории «Sandia» (США), а также курс лекций, прочитанный автором в ряде университетов США. В данной работе отражены теоретические подходы к проектированию, анализу и оценке СФЗ, а также приведен подробный анализ СО. Мэри Гарсиа также является автором другой, не менее важной, работы [7], являющейся продолжением работы [6] и подробно раскрывающей методологию оценки уязвимости ОИ. В указанной работе подробно описаны вопросы и методики качественной и количественной оценки эффективности СФЗ, приведено подробное описание процесса разработки модели угроз, модели нарушителя и моделирования сценариев реализации нарушителем несанкционированных действий.

Другим известным зарубежным ученым является Джеймс Ф. Бродер, автор книги [8], состоящей из двух частей. В первой части рассматриваются вопросы

анализа рисков, приводится общая математическая модель оценки безопасности и пример формул ее количественной оценки. Вторая часть книги посвящена обзору возможных чрезвычайных ситуаций и планированию действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, разработки антикризисных планов.

Из отечественных работ, посвященных вопросам оценки эффективности СФЗ, можно отметить труды [9] Никитина В.В. совместно с Цицулиным А.К., [10] Петрова Н., [11] Дураковского А.П. совместно с Петровым В.Р.. Нельзя также не отметить работы таких авторов как Петраков А.В., Измайлов А.В., Магауенов Р.Г., Радаев Н.Н. и др., например, [12, 13, 14, 15, 16].

Объектом исследования является пассивный инфракрасный извещатель систем физической защиты ОИ.

Предметом исследования являются вероятностные характеристики обнаружения ПИК извещателем нарушителя при различных параметрах и характере движения последнего, а также возможность создания ПИК извещателя, ВО которым слабо зависит от направлению движения нарушителя.

Цель работы состоит в повышении защищенности ОИ, путем увеличения надежности обнаружения попыток несанкционированного доступа к средствам и системам обработки, хранения и передачи информации посредством совершенствования параметров ПИК извещателей.

Основные задачи исследования с точки зрения поставленной цели

1. Анализ основных функциональных характеристик ПИК извещателей, существующих методик их измерения и основных алгоритмов обработки сигналов в ПИК извещателях.

2. Исследование соответствия основных параметров моделей и реального нарушителя СФЗ ОИ, в том числе, подготовленного, влияющих на вероятность его обнаружения ПИК извещателями.

3. Разработка методики оценки ВО нарушителя ПИК извещателями и исследование существующих извещателей с целью выявления их уязвимостей.

4. Исследование возможности создания ПИК извещателя, инвариантного к направлению движения нарушителя.

Методология и методы исследования

При выполнении диссертационной работы были использованы методы экспериментального исследования ВО ПИК извещателей; теоретические методы теории вероятностей, математической статистики; методы и средства обработки данных на основе пакетов прикладных программ Microsoft Office и Mathcad.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Используемые в настоящее время в ПИК извещателях ДН и алгоритмы обработки сигналов приводят к зависимости ВО от направления движения цели и, как следствие, к высокой вероятности пропуска нарушителя, особенно подготовленного.

2. Перераспределение уровня теплового излучения, вызванное применением подготовленным нарушителем средств маскировки, приводит к существенному снижению ВО, и, как следствие, к необходимости корректировки алгоритмов обработки сигналов ПИК извещателей в таких условиях.

3. Анализ ВО НП нарушителя при различных параметрах движения последнего может выполняться на основе использования плотности вероятности расстояния обнаружения.

4. Использование четырехэлементного пироэлектрического приемника с раздельными выходами от каждого элемента с последующей попарной ортогональной обработкой выходных сигналов элементов позволяет достичь близкой к равномерной ВО нарушителя, двигающегося в разном направлении.

Научная новизна

1. Выполнен анализ основных характеристик ПИК извещателей и методик проведения их испытаний согласно действующим стандартам, выявлены недостатки указанных методик, связанные с особенностями обнаружения подготовленного нарушителя.

2. Предложен метод анализа ВО нарушителя ПИК извещателем, позволяющий получить оценки ВО в различных реальных ситуациях на ОИ. На основе этого метода выполнены экспериментальные исследования ВО нарушителя при различных параметрах движения последнего.

3. Исследованы модели и получены термограммы нарушителя, на основании которых исследованы возможные способы и средства снижения нарушителем уровня излучаемого им инфракрасного излучения, и, как следствие, вероятности своего обнаружения.

4. Предложены алгоритм ортогональной обработки сигналов пироэлектрического приемника и структурная схема ПИК извещателя, реализующая указанный алгоритм, обеспечивающие близкую к равномерной ВО нарушителя, как при радиальном, так и тангенциальном направлении движения последнего относительно лучей ДН извещателя.

5. Предложен метод, позволяющий адаптивно менять форму ДН за счет использования многоэлементного пироэлектрического приемника с раздельными выходами.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке методики оценки эффективности СО, позволяющей получить оценки ВО при различных параметрах движения нарушителя, исследовании характеристик ПИК извещателей на основе этой методики, что позволяет повысить защищенность ОИ.

Практическая ценность

1. Предложенная методика дает возможность получать объективные оценки ВО нарушителя в реальных СФЗ ОИ.

2. Полученные экспериментальные результаты исследования ВО ПИК извещателями могут использоваться в различных практических ситуациях синтеза и анализа СФЗ ОИ.

3. Полученные термограммы нарушителей СФЗ позволяют оценить степень соответствия моделей реальным нарушителям, а также возможность маскировки для снижения ВО ПИК извещателями.

4. На основании полученных результатов разработана структурная схема ПИК извещателя, реализующая предложенный алгоритм попарной ортогональной обработки сигналов ПИК извещателя со слабой зависимостью от направления движения цели.

Реализация результатов диссертационной работы

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях: ЗАО «РИЭЛТА» при разработке и испытании новых образцов ПИК извещателей, ЗАО «Эврика» при разработке методики оценки уязвимости ПИК извещателей обнаружения НП на ОИ.

Материалы данной работы используются в учебном процессе Национального исследовательского университета Информационных технологий, механики и оптики (Университете ИТМО) при проведении практических занятий и чтении лекций по дисциплинам «Системы охранной сигнализации» и «Интегрированные системы безопасности» при подготовке магистров-инженеров по направлению 22320003 «Оптоэлектронные системы безопасности».

Степень достоверности результатов работы обеспечена корректностью и полнотой теоретических и практических исследований, результатами проведенных экспериментальных исследований, выполненными докладами и их обсуждением на региональных, международных и всероссийских научно-технических конференциях и конгрессах, а также внедрением полученных результатов исследований на специализированных предприятиях.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы прошли апробацию в ходе докладов и их обсуждения на региональных, международных и всероссийских научно-технических конференциях и конгрессах: Научная и учебно-методическая конференция НИУ ИТМО (г. Санкт-Петербург, 2012, 2013, 2014, 2015 гг.), Международная научно-практическая конференция «Охрана, безопасность, связь» (г. Воронеж, 2012, 2013, 2014 гг.), Всероссийский конгресс молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2013, 2014 гг.).

Публикации

Всего по теме диссертации опубликовано девять работ. Три статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией (ВАК) при Министерстве образования и науки Российской Федерации, две статьи в иных изданиях. Сделано девять докладов, тезисы по четырем из которых

опубликованы в сборниках материалов международных научно-практических конференций и всероссийских конгрессов молодых ученых. Кроме того, подана заявка на регистрацию патента на полезную модель в Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный институт промышленной собственности» (Роспатент).

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов основного содержания, заключения, списка литературы из 64 наименований и приложения; содержит 139 страниц, 49 рисунков, 9 таблиц.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель работы и научные результаты, выносимые на защиту, определена структура диссертации.

В первой главе представлен анализ основных характеристик ПИК извещателей, а также нормативных документов, устанавливающих требования к ПИК извещателям и методикам проведения их испытаний, выявлены недостатки указанных документов. Сформулирован критерий оценки эффективности ПИК извещателя в виде вероятностной характеристики - значения ВО.

Во второй главе исследованы факторы, влияющие на ВО ПИК извещателем. Исследованы модели нарушителей СФЗ, в том числе подготовленного нарушителя. Экспериментальным путем исследовано влияние ряда пассивных воздействий на ВО ПИК извещателем.

В третьей главе выполнен анализ структуры ДН ПИК извещателя, на основании чего разработана методика проведения экспериментальных испытаний ПИК извещателей, а также приведены полученные результаты, на основании которых дана оценка зависимости указанной ВО от параметров движения нарушителя.

В четвертой главе сформулированы критерии и ограничения, используемые при решении поставленной задачи разработки ПИК извещателя, инвариантного к направлению движения нарушителя. Представлено описание разработанных алгоритма попарной ортогональной обработки выходных сигналов

пироприемника и структурной схемы извещателя, реализующего указанный алгоритм и обеспечивающего, тем самым, близкую к равномерной ВО нарушителя, двигающегося в разном направлении.

В заключении делаются выводы о проделанной работе.

1. ПИК ИЗВЕЩАТЕЛИ. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

В виду непрерывного роста масштабов информационных, криминально-террористических, и других угроз проблема обеспечения физической безопасности ОИ, в том числе важных и особо важных объектов Российской Федерации, остается чрезвычайно актуальной. Очевидно, что решение задачи достижения необходимого уровня информационной безопасности ОИ зависит в значительной степени и от параметров СФЗ. В свою очередь к одному из основных параметров СФЗ необходимо отнести ВО попыток проникновения на ОИ для получения несанкционированного доступа к системам и объектам формирования и предоставления пользователям информационных ресурсов или помещений и объектов, предназначенных для ведения конфиденциальных переговоров. В такой ситуации особое внимание стоит уделять вопросам оценки ВО несанкционированного проникновения средствами обнаружения систем физической защиты ОИ.

Сегодня, как в России, так и во всем мире, применение методологии анализа эффективности и уязвимости СО при построении СФЗ становится общепринятым стандартом среди специалистов. В некоторых источниках информации, например [17], рассматриваются особенности решения задачи синтеза структуры СФЗ с точки зрения минимизации влияния на входящих в ее состав СО различных воздействий, оказываемых нарушителем, но без учета оценки степени уменьшения ВО НП. Поэтому представляется целесообразной разработка методики количественной оценки ВО такими устройствами в разных условиях реализации НП. Это позволит корректнее решать задачи анализа и синтеза структуры СО рассматриваемых угроз, а также оценки их эффективности.

В СФЗ в качестве основного СО наиболее широкое распространение получили ПИК извещатели. Это связано с тем, что они обеспечивают достаточно высокую эффективность обнаружения нарушителей СФЗ при относительно простой конструкции и, как следствие, невысокой цене.

ПИК извещатели, согласно [4] именуемые также оптико-электронными ПИК извещателями, относятся к классу устройств обнаружения движения и реагируют на изменение интенсивности теплового излучения, попадающего на чувствительный элемент (ЧЭ) извещателя. Принцип действия указанных извещателей основан на регистрации изменения с течением времени разницы между интенсивностью инфракрасного (ИК) излучения движущегося объекта и соответствующей интенсивностью ИК излучения фона.

Необходимым условием для срабатывания ПИК извещателя является изменение уровня ИК излучения из контролируемой зоны, вызванное перемещением источника такого излучения. При этом, если поверхностная температура объекта, вторгшегося в указанную контролируемую зону, полностью совпадает с температурой фона в охраняемом помещении, то обнаружение такого объекта ПИК извещателем невозможно.

Ниже на рисунке 1.1 показана обобщенная структурная схема, иллюстрирующая принцип действия и устройство любого ПИК извещателя.

Границы ДН

Рисунок 1.1 - Обобщенная структурная схема ПИК извещателя

В частности, на приведенном выше рисунке 1.1 схематически показана конструкция ПИК извещателя, в состав которого входят: оптическая система (ОС), которая фокусирует ИК излучение, в том числе излучаемое нарушителем СФЗ, из ограниченной ДН области на элементы (ПЭ) пироэлектрического приемника, который преобразует регистрируемое им ИК излучение в

электрический сигнал, который далее подвергается обработке в схеме обработки сигнала (СОС) в соответствии с заранее заданным алгоритмом, а также исполнительный элемент (ИЭ), который ответственен за «принятие» указанным ПИК извещателем решения о выдаче сигнала тревоги на основании результата обработки сигнала в СОС.

К ведущим предприятиям по разработке и производству технических СО для СФЗ, в том числе ПИК извещателей, занимающим лидирующие позиции по объемам продаж, новизне разработок и принадлежащему им объему интеллектуальной собственности в данной области, можно отнести те, что указаны в нижеприведенных Таблицах 1.1 и 1.2.

В Таблице 1.1 представлены ведущие российские производители ПИК извещателей.

Таблица 1.1 - Ведущие российские производители ПИК извещателей

Производитель Город Год основания

ЗАО «АРГУС-СПЕКТР» Санкт-Петербург 1993

ООО «ЛИГАРД» Новосибирск 1995

ЗАО «РИЭЛТА» Санкт-Петербург 1993

НПО «Сибирский Арсенал» Новосибирск 1992

НТЦ «ТЕКО» Казань 1992

В Таблице 1.2 представлены ведущие зарубежные производители ПИК извещателей.

Таблица 1.2 - Ведущие зарубежные производители ПИК извещателей

Производитель Страна Год основания

Bosch Security Systems Германия 2001

Crow Electronic Engineering Ltd. Израиль 1980

Digital Security Controls Канада 1979

GSN Electronic Company Ltd. Израиль 2000

Honeywell США 1970

KMT Co., Ltd. Корея 1988

OPTEX CO., Ltd. Япония 1979

Рагаёох Бесиг^ 8ув1ешв Канада 1989

Ба1е1 Польша 1990

Б1ешеш Вш1ёт§ Тескпо1о§1ев АО Германия 1998

Техесош Великобритания 1986

У1вошс Ыё. Израиль 1973

1АВЬОТЯОК Ш. Чехия 1990

Стоит отметить, что зарубежными специалистами в области систем безопасности (СБ) при проектировании СФЗ в качестве основного СО нарушителя чаще всего применяются извещатели с ПИК каналом обнаружения, поэтому зарубежные производители особое внимание уделяют разработке и производству как извещателей, имеющих одиночный ПИК канал обнаружения движения, так и извещателей комбинированного типа, у которых ПИК канал обнаружения движения скомбинирован с каналом другого физического принципа действия, например, радиоволнового или ультразвукового.

В то же время российские производители выпускают более широкий ассортимент СО, чем зарубежные, однако основную его часть также составляют извещатели ПИК типа.

1.1. Анализ основных характеристик ПИК извещателей

Несмотря на то, что согласно [18] под характеристиками ПИК извещателя следует понимать около 28 различных параметров, не все из них являются основополагающими для выбора конкретного СО при разработке СФЗ. Другими словами, не все характеристики ПИК извещателя являются значимыми с точки зрения его эффективности. На основании краткого описания принципа работы ПИК извещателя, приведенного в предыдущем разделе 1.2., в качестве основных компонентов конструкции ПИК извещателя можно выделить:

(а) оптическую систему, фокусирующую ИК излучение на пироприемник и определяющую форму, структуру и размеры ДН;

(б) пироэлектрический приемник, преобразующий регистрируемое им ИК излучение в электрический сигнал;

(в) схему обработки сигнала от пироэлектрического приемника.

Следовательно, основными характеристиками ПИК извещателей, в том числе существенно влияющими на ВО извещателем цели (нарушителя), о чем будет более подробно рассказано далее, являются:

(а) форма и размеры ДН;

(б) тип пироприемника;

(в) применяемый в извещателе алгоритм обработки сигнала, генерируемого пироприемником.

Указанные основные компоненты и характеристики ПИК извещателей подробно рассмотрены ниже.

1.1.1. Оптическая система

В настоящее время в ПИК извещателях используются два основных типа ОС - зеркальные ОС и рефракционные ОС, например, сложные составные линзы Френеля [19].

В ПИК извещателях с ОС первого типа ИК излучение проходит через защитный фильтр, предназначенный для защиты от засветки солнечным светом и зачастую являющийся также и элементом корпуса извещателя, отражается от зеркала и попадает на ПЭ. При этом выполненное в форме единого целого зеркало по существу состоит из множества отдельных зеркал, каждое из которых формирует соответствующий луч ДН и фокусирует попадающее в такой луч ИК излучение на пироприемник.

Одним из преимуществ зеркальной оптики перед линзой Френеля является то, что в зеркальной ОС можно легко получить различные фокусные расстояния для ближних, средних и дальних рубежей или зон ДН. Другими словами, зеркальная ОС позволяет обеспечить фокусные расстояния, в несколько раз отличающиеся между собой для ближних и дальних зон ДН, что конструктивно невозможно обеспечить в ОС на основе линзы Френеля. Таким образом, зеркальная ОС обеспечивает одинаковую проекцию цели на пироприемник вне зависимости от расстояния, на котором указанная цель перемещается

относительно ПИК извещателя. Иными словами, зеркальная ОС способна обеспечить равномерную чувствительность по всем рубежам или зонам ДН.

Другим преимуществом является то, что зеркальная оптика обеспечивает большую точность фокусировки и, следовательно, чувствительность, что позволяет обеспечить возможность обнаружения нарушителя на больших расстояниях. Указанные преимущества обусловлены тем, что в извещателях с зеркальной ОС чувствительные зоны (лучи) пересекаются во входном окне, которое может быть изготовлено гораздо меньших размеров, чем линза Френеля, в случае которой вся линза целиком и является входным окном ОС. В результате чего, влияние помех, таких как, например, солнечный свет, ветер или воздушные потоки, на такое входное окно уменьшено, а воздействие вышеуказанных помех при этом легче скомпенсировать, а в ряде случаев оно и вовсе не нуждается в компенсации.

Линзы Френеля изготавливают из прозрачного для ИК излучения материала, полиэтилена, а их структура, как правило, напоминает фасеточный орган зрения насекомых. В ПИК извещателях, использующих в качестве ОС такую линзу, ИК излучение проходит через последнюю и фокусируется непосредственно на ПЭ. Для формирования лучей ДН такая линза имеет сложную структуру, ее делают сегментированной, то есть состоящей из множества сегментов, разделенных, в свою очередь, на еще более мелкие сегменты, каждый из которых формирует луч ДН соответствующего размера и пространственной ориентации. Главными преимуществами данного типа ОС являются возможность организации их серийного производства, простота в изготовлении и обработке. Второстепенным преимуществом рефракционных линз Френеля перед зеркальными ОС является более низкая себестоимость.

Принцип действия каждой из указанных ОС наглядно проиллюстрирован ниже. Так, на рисунках 1.2(а, б) схематически показаны ПИК извещатели, содержащие в качестве ОС - зеркало и линзу Френеля, соответственно. При этом можно отметить то, что несмотря на разные размеры входного окна, в

извещателях с обеими ОС обеспечивается примерно одинаковый сектор, из которого ИК излучение фокусируется на ПЭ.

Рисунок 1.2 - Зеркальная оптическая система (а) и рефракционная оптическая система (б)

Кроме того, существуют ПИК извещатели с комбинированной ОС. В такую ОС интегрированы сразу и зеркальная, и рефракционная ОС. Указанные извещатели обладают преимущества сразу обеих типов систем. В частности, линза Френеля используется для формирования лучей ДН на средних расстояниях, а зеркало - для формирования антисаботажной зоны (ближней зоны ДН, расположенной непосредственно под местом установки извещателя) и для формирования лучей ДН на дальних расстояниях.

В стандарте [5] определение ДН не приводится, однако в общем случае для ПИК извещателей ДН представляет собой графическое представление зон, ИК излучение из которых фокусируется на пироприемник ПИК извещателя. Таким образом, за счет ОС формируется подлежащее контролю пространство ОИ.

За счет сегментированности ОС извещателя формируемая ею ДН также является сегментированной. В частности, ДН делают сегментированной в горизонтальной плоскости, то есть весь сектор ДН разбивается на отдельные

(а)

(б)

1.1.2. Диаграмма направленности

лучи, каждый из которых состоит из такого числа сегментов, сколько

пироэлементов имеется в пироприемнике извещателя. Кроме того, для того чтобы ПИК извещатель мог обнаруживать цель, двигающуюся по центру луча, в пределах одного сегмента луча или строго между лучами ДН, последнюю делают сегментированной в вертикальной плоскости, то есть создают несколько рубежей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Воробьев Павел Андреевич, 2015 год

Список литературы

1. ГОСТ Р 50922-2006 Защита информации. Основные термины и определения. - Введ. 01.02.2008. - М.: Стандартинформ. - 2008. - 8 с.

2. ГОСТ Р 52069.0-2003 Защита информации. Система стандартов. Основные положения». - Введ. 01.01.2004. - М.: Стандартинформ. - 2007. - 15 с.

3. ГОСТ Р 51275-2006 Защита информации. Объект информатизации. Факторы, воздействующие на информацию. Общие положения. - Введ. 27.12.2006. - М.: Стандартинформ. - 2007. - 11 с.

4. ГОСТ Р 50775-95 Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 1. Общие положения. - Изм. № 1. - Введ. 01.01.2007. - М.: Стандартинформ. - 2006. - 27 с.

5. ГОСТ Р 50777-95 Системы тревожной сигнализации. Часть 2. Требования к системам охранной сигнализации. Раздел 6. Пассивные оптико-электронные инфракрасные извещатели для закрытых помещений и открытых площадок. - Изм. № 2. - Введ. 01.01.2008. - М.: Стандартинформ. - 2008. - 37 с.

6. Гарсиа М. Проектирование и оценка систем физической защиты. / пер. с англ. В.И. Воропаева, Е.Е. Зудина и др. - М.: Мир. 2003. - 388 с.

7. Garcia M. L., Vulnerability Assessment of Physical Protection Systems. -UK: Butterworth-Heinemann. - 2005. - 370 p.

8. Broder J.F., Risk analysis and the security survey. - UK: ButterworthHeinemann. - 1984. - 352 p.

9. Никитин В.В., Цицулин А.К. Численная оценка эффективности СФЗ. -Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.aktivsb.ru/article-info1371.html (дата обращения 15.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

10. Петров Н.В. Системы физической защиты. Пути построения и модернизации. Оценка эффективности/ Н.В. Петров. - Безопасность. Достоверность. Информация. - 2005. - №2. - С. 19-30.

11. Дураковский А.П., Петров В.Р. Применение математического аппарата при проектировании систем физической защиты // Безопасность информационных технологий. - М. - 2012. - № 2. - С. 80-84.

12. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения. - Учебное пособие. - М.: Горячая линия - Телеком. - 2004.

- 367 с.

13. Измайлов А.В. Методы проектирования и анализа эффективности систем физической защиты ядерных материалов и установок. - Учебное пособие.

- М.: МИФИ. - 2002.

14. Петраков А.В., Дорошенко П.С., Савлуков Н.В. Охрана и защита современного предприятия. - М.: - Энергоатомиздат. - 1999. - 568 с.

15. Петраков А. В. Защита и охрана личности, собственности, информации: Справ. пособие. - М.: Радио и связь. - 1997. - 318 с.

16. Радаев Н.Н. Моделируя повадки нарушителя. Формализация нарушителя в задаче оценки эффективности системы физической защиты объекта // Безопасность, достоверность, информация. - 2008. - №1. - С.16-22.

17. Никитин В., Рывкин А., Чванов В. От анализа уязвимости - к синтезу системы // БДИ. - 2006. - № 5(68). - С. 12-16.

18. РМ 78.36.001-99 Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации / НИЦ «Охрана» ВНИИПО МВД России. - 1996.

19. Keller J. 30 Years of Passive Infrared Motion Detectors // KUBE Electronics Ltd. - PH: Gossau. - 2000. - 6 p.

20. Жгилев С.В., Ширяев В.В. Микропроцессорный измеритель коэффициента температуропроводности материалов // Сборник докладов IV Научно-практической конференции «Информационно-измерительная техника и технологии». - Томск: НИ ТПУ. - 2013. - С. 20-24.

21. Красильников П.М. Основы квантовой механики (Курс лекций для биофизиков) / Биологический факультет. - Москва: МГУ. - 2009. - 131 с.

22. Системы Безопасности. Курс лекций. / СГУГиТ: Новосибирск. - 2011. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://lib.ssga.ru/fulltext/UMK/200200/8%20семестр/Системы%20безопасности/200 200%20Курс%20лекций%20Системы%20безопасности%202011.pdf (дата обращения 15.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

23. Трегубов А.В. Исследование возможности использования многоэлементных приемников теплового излучения в оптико-электронных датчиках: дис. магистра техники и технологии. - СПб НИУ ИТМО. - СПб. - 2013.

24. Rafique F., Siddiqui N. Parametric comparison of selected dual elements PIR sensors // SSU Res. J. of Engg. & Tech. - Vol. 2., No. 1. - 2012. - 7 p.

25. Андреев С.П. ИК-пассивные датчики охранной сигнализации // Специальная Техника. - №1. - 1998. Режим доступа: http://http://www.ess.ru/ (дата обращения 08.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

26. Murata - Temperature Compensation Single Type Infrared Sensor / Murata International: Co., Ltd. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.symmetron.ru/suppliers/murata/sensors/s21e2.pdf (дата обращения 15.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

27. Волгин А.Е. Охранные ПИК извещатели: обзор рынка // Системы Безопасности. - №6. - 2010. - С. 96-100.

28. Патент 5886632 США. Passive infrared motion detection circuit having four comparators / P. Shpater. - Опубл. 23.03.1999.

29. Европейский патент 0646901. Method for processing passive infrared detector signals and infrared detector for carrying out the method / P. Stierli. - Опубл. 05.04.1995.

30. Волхонский В.В., Извещатели охранной сигнализации. Изд. 4-е доп. и перераб. - СПб.: Экополис и культура. - 2004. - 272 с.

31. ГОСТ Р 52435-2005 Технические средства охранной сигнализации. Классификация. Общие технические требования и методы испытаний. - Введ. 28.12.2005. - М.: Стандартинформ, 2005. - 27 с.

32. EN 50131-2-2 Alarm systems - Intrusion systems - Part 2-2: Requirements for passive infrared detectors. - Approved 2008-05-01. - CENELEC. - 38 p.

33. UL 639 Standard for Intrusion-Detection Units. - Approved 2007-08-31. -Underwriters Laboratories Inc. - 81 p. - ISBN 7629-0088-1.

34. ГОСТ Р 50777-2014. Извещатели пассивный оптико-электронный инфракрасные для закрытых помещений и открытых площадок. Общие технические требования и методы испытаний. - Введ. 11.11.2014. - М.: ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 2014. - 36 с.

35. Федин А. Требования к пассивным оптико-электронным инфракрасным извещателям в стандартах МЭК и ГОСТ Р. Часть 1 // Системы безопасности. - №5. - 2014. - С. 140-143.

36. Федин А. Требования к пассивным оптико-электронным инфракрасным извещателям в стандартах МЭК и ГОСТ Р. Часть 2 // Системы безопасности. - №6. - 2014. - С. 120-123.

37. UL 681 Standard for Installation and Classification of Burglar and Holdup Alarm Systems. - Approved 2014-01-16. - Underwriters Laboratories Inc. - 102 p. -ISBN 1-559-89630-2.

38. Волхонский В.В., Крупнов А.Г. Особенности разработки структуры СО угроз охраняемому объекту // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - 2011. - № 4(74). - С. 131-136.

39. Воробьев П.А., Трапш Р.Р. К вопросу применимости стандартной тепловой модели нарушителя в условиях квалифицированного проникновения // Охрана, безопасность, связь 2012: сборник материалов XVI Международной научно-практической конференции. - Воронеж: Воронежский институт МВД России. - 2012. - С. 61-62.

40. Волхонский В.В., Воробьев П.А., Трапш Р.Р. Критерии оценки эффективности функционирования оптико-электронных датчиков систем физической защиты // Вестник компьютерных и информационных технологий. -2013. - № 3. - C. 24-29.

41. OPTEX. Комбинированный пассивный инфракрасный извещатель. DX-40. DX-60. DX-40 PLUS. DX-60 PLUS. / OPTEX. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://dozor-spb.ru/description/optex/DX-40-60.pdf (дата обращения 17.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

42. Воробьев П.А., Трапш Р.Р. Корреляционный метод анализа влияния пассивных воздействий нарушителя на оптико-электронные извещатели // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 1. - СПб: НИУ ИТМО. - 2014. - С. 216-217.

43. Степанов Б.П. Основы проектирования систем физической защиты ядерных объектов: учебное пособие / Б.П. Степанов, А.В. Годовых; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 118 с.

44. Немов Я.Н. Модель нарушителя и стратегий его действия в системе физической защиты объекта ФСИН России // Вестник Воронежского института МВД России. - Воронеж, 2015, №2. - С. 187-195.

45. Ustun V., Smith J.S. Creating Realistic Human Behavior in Physical Security Systems Simulation // In Proceedings of the 19th Conference on Behavior Representation in Modeling and Simulation, Charleston, SC. - 2010. - P. 365-370.

46. Ступак А.А., Шеблов В.А. Тактико-специальная подготовка частных охранников. Учебное пособие. - Омск.: Учебный центр «Блокпост». - 2009. - 79с.

47. Физические основы тепловидения | НИИТО / ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Минздрава России. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.nniito.ru/?id=578 (дата обращения 23.09.2013), свободный. - Загл. с экрана.

48. Иваницкий Г.Р. Современное матричное тепловидение в биомедицине // Успехи физических наук, Том 176. - 2006. - №12. - С. 1293-1320.

49. Kobayashi M., Kikuchi D., Okamura H. Imaging of Ultraweak Spontaneous Photon Emission from Human Body Displaying Diurnal Rhythm / Electronic Journal. Plos One. - 16.07.2009. - Электрон. дан. - Режим доступа:

http://joumals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/joumaLpone.0006256 (дата

обращения 20.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

50. Позднов А.С. и др. Метод обнаружения и анализа собственного электромагнитного излучения человека в миллиметровом диапазоне длин волн / «ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ». - Электрон. журн. - №10. - 2009. - Режим доступа: http://jre.cplire.ru/mac/oct09/7/text.pdf (дата обращения 20.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

51. Воробьев П.А., Трапш Р.Р. Тепловой портрет нарушителя систем физической защиты // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 2. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - С. 112-113.

52. Физические основы термографии. Определение температуры нагретого тела с помощью оптического пирометра. / ПГУ: Пенза - Электрон. дан. - Режим доступа: http: //dep_fizika.pnzgu.ru/files/dep_fizika.pnzgu.ru/literatura/lab/lab_b5 .pdf (дата обращения 20.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

53. Билиженко И.В., Волхонский В.В., Трапш Р.Р. Анализ распределения уровня инфракрасного излучения нарушителя для задач обнаружения квалифицированного проникновения. Комплексная защита объектов информатизации и измерительные технологии. Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. -СПб. - 2014. - С. 3-7.

54. Защита от теплового излучения. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности». - Иваново: ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический Университет имени В.И. Ленина». - 2009. - 13 с.

55. Волхонский В.В., Воробьев П.А. Методика оценки ВО несанкционированного проникновения оптико-электронным извещателем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -2012. - № 1(77). - С. 120-123.

56. Волхонский В.В., Воробьев П.А. Анализ характеристик обнаружения нарушителя ПИК датчиками охранной сигнализации // Алгоритм Безопасности. -2012. - № 1. - С. 44-48.

57. Багров В., Богданов А. Оценка дистанций проникновения нарушителя для охранных ПИК датчиков // Алгоритм безопасности. - 2012. - № 5. - С. 64-65.

58. Воробьев П.А. Оценка эффективности использования нарушителем средств снижения уровня инфракрасного излучения // Охрана, безопасность, связь 2014: сборник материалов XVIII Международной научно-практической конференции. - Воронеж: Воронежский институт МВД России. - 2014. - Часть 1. - С. 90-91.

59. Волхонский В.В. Извещатели охранной сигнализации. Изд. 4-е, доп. и перераб. - СПб: Экополис и культура. - 2004. - 272 с.

60. Трапш Р.Р. Разработка методов повышения эффективности средств обнаружения нарушителя в системах физической защиты объектов информатизации: дис. канд. техн. наук. - Университет ИТМО. - СПб. - 2014.

61. Волхонский В.В., Воробьев П.А., Трапш Р.Р. Анализ уязвимостей объектов, контролируемых оптикоэлектронными датчиками систем физической защиты // Вестник Воронежского института МВД России. - 2013. - № 2. - С. 4451.

62. Волхонский В.В. Устройства охранной сигнализации. - СПб.: Университет ИТМО. - 2015. - 114 с.

63. Малышкин С.Л. Подход к оценке вероятности обнаружения угрозы интегрированной системой безопасности // Правове, нормативне та метролопчне за-беспечення системи захисту шформацп в Украшг Кшв. - 2015. - № 1(29). - С. 107-112.

64. Алаухов С.Ф. Концепция безопасности и принципы создания систем физической защиты важных промышленных объектов / С. Ф. Алаухов, В. Я. Коцеруба. - ФГУП «НИКИРЭТ». - Заречный. - 2005. - Электрон. дан. - Режим

доступа: http://www.bre.ru/security/11576.html (дата обращения 23.07.2015), свободный. - Загл. с экрана.

1.

2 &/.!№/ ± 170.00!

а» Ю!

2 Л1-.2Ш Л 170.008

4.

ПРИЛОЖЕНИЕ Осциллограммы сигналов

(а)

с№:2.0№/ <± 170.00:

5.

М 2.0№/ Л: I

А

и"

л Л Г \.

'ф ЧУ V \л

М 2.001/ ± 170.005

Ч Г - "■' у \/

1 1 у 1

(б)

А

\

V

1)1 Г

%

\

« , 1 А

1| 1 \ 1 \/[ 1/ V у

ы. 2.0№ а: 170.00:

Ы:2Ш ±170.0

1

dV 2.00V dt. 170.00s 0.5V

л

1 г

1 1

1

1 A ,■■-

1 \ / '

M 2.00/ dl: 170 00s 0.5V

\ V у

\

dV. 2.00V dl: 170.00s

dV: 2.00V dl: 170.00s

.....

i \ л

1 'V ^ Гу V

i

г

dV. 2.00V dl. 170.00s

dV 2.0ÜV dl: 170 00s

[1

^ I1 /11 I

" W J *>

■ A

•v/ 1

dV: 2.00V dt 170.00s

dV: 2.0CIV dt 170.00s