Комплексная система защиты объекта: принципы и схемы построения

Для эффективного противодействия внешним угрозам и создания условий для безопасности и успешной работы охраняемого объекта должна быть создана система его комплексной защиты. В этой статье рассмотрены вопросы практического использования технических средств охраны и видеонаблюдения на реальных объектах в соответствии с концептуальными требованиями, которые учитывают более чем 20-летний опыт работы по охране объектов различного назначения.

Система защиты объекта базируется на двух основных принципах:

1. Принцип комплексности. Означает, что при построении системы защиты учитывались все угрозы, способные нанести ущерб объекту охраны, а средства и методы защиты функционируют согласованно как единый механизм, взаимно дополняя друг друга в практическом и техническом смыслах.
2. Принцип эшелонирования. Заключается в создании нескольких последовательных рубежей защиты таким образом, чтобы наиболее важная зона безопасности объекта находилась внутри построенных рубежей защиты.

Первый рубеж защиты периметра

Это инженерно-техническое сооружение, ограничивающее возможность прохода, перелаза (доступа) на территорию охраняемого объекта. Может представлять собой забор высотой 2,5 м, выполненный из бетонных панелей и металлического профлиста, поверх которого проходит колючая проволока.

Второй рубеж защиты периметра

Включает в себя технические средства охраны (ТСО), сигнализации, извещающие о постороннем воздействии на чувствительные элементы датчиков и передающие сигнал на приемные блоки и устройства, расположенные в дежурной части охраняемого предприятия (объекта).

Вибрационные средства обнаружения

На объекте охраны в составе второго рубежа защиты могут использоваться вибрационные средства обнаружения, построенные на виброчувствительном кабеле и приемных блоках, которые совмещены с интегрированным комплексом безопасности (рис. 1).

Рис. 1. Вибрационные средства обнаруживают проникновение нарушителя через заграждение

Такие средства обнаружения предназначены для обнаружения проникновения нарушителя через заграждение, расположенное по периметру охраняемого объекта, а также формирования тревожного извещения.

Средство регистрирует попытки нарушителя преодолеть сигнализационное заграждение следующими способами:

1. Перелаз, в том числе с использованием подручных средств.
2. Отгибание и пролаз в образовавшееся отверстие.
3. Перекусывание или перепиливание заграждения.
4. Демонтаж чувствительного кабеля.
5. Подкоп.

Чувствительным элементом вибрационного средства обнаружения является трибоэлектрический кабель.

Чувствительный кабель крепится к элементам ограждения и преобразует механические колебания и деформации, возникающие при воздействии на ограждение, в электрические сигналы. В соответствии с алгоритмом обработки после оценки параметров регистрируемого сигнала электронный блок формирует тревожное извещение в виде размыкания контактов реле ("сухой контакт") или по интерфейсу RS-485, которое поступает в дежурную часть охраняемого объекта.

Поверхностные оптико-электронные охранные извещатели

При охране периметра также используются поверхностные оптико-электронные охранные извещатели, которые предназначены для обнаружения проникновения в контролируемое пространство помещений или площадок на открытом воздухе и формирования извещения о проникновении (рис. 2, рис. 3).

Особенности работы датчиков данного вида:

• поверхностная зона обнаружения;
• эксплуатация на открытых площадках;
• степень защиты IP54 для установки в пожароопасных помещениях;
• алгоритм одновременной обработки двух каналов для снижения вероятности ложных срабатываний;
• формирование тревожных извещений размыканием контактов реле;
• устойчивость к перемещению в пределах зоны обнаружения животных весом до 20 кг.

Рис. 2. Поверхностные оптико-электронные охранные извещатели обнаруживают проникновения в контролируемое пространство

Электромагнитные охранные извещатели

В прошлом для охраны периметра использовались электромагнитные охранные извещатели. Их работа основана на обнаружении нарушителя по вызываемому им изменению параметров электромагнитного поля, сформированного вокруг двухпроводного чувствительного элемента (провода). на одном из объектов была реализована схема, при которой верхний провод (ВП) закреплялся на опорах, а нижний (НП) на 5–10 см заглублялся в землю. Периметр был разделен на 10 секторов протяженностью около 1,5 км. для стабильной работы таких извещателей нужно выполнить ряд требований:

1. При размещении ВП вблизи проводящего заграждения необходимо, чтобы расстояние от ВП до поверхности земли (и НП) было меньше расстояния до заграждения. в противном случае зона обнаружения (ЗО) может концентрироваться между ВП и самим заграждением, а не НП.
2. На расстоянии менее 1–1,5 м от ВП не допускается присутствие качающихся деревьев и других проводящих подвижных предметов. в ЗО недопустимо присутствие никаких подвижных предметов, в том числе любой растительности высотой свыше 0,3 м.

С учетом этих требований и сложного рельефа местности, а также длительного периода использования (более 12 лет), погодных условий и природно-климатических факторов на объектах стал выходить из строя двухпроводной чувствительный элемент (ЧЭ) электромагнитных охранных извещателей, крепления начали терять конфигурацию, возникли определенные сложности обслуживания за полосой отчуждения. Все это привело к лавинообразному количеству ложных сработок, и со временем данная система защиты периметра была заменена на ИК-датчики, которые значительно дешевле, проще в обслуживании и настройке. По своему функционалу они соответствовали поставленным задачам.

Третий рубеж защиты периметра

К третьему рубежу охраны относятся расположенные на периметре видеокамеры. на проходной контрольно-пропускного пункта (КПП), возле въездных ворот, на прилегающей к ним территории устанавливаются цветные камеры с высоким разрешением (3–5 Мпк). Видеозапись входа и выхода через КПП ведется с обоих ракурсов. Углы обзора обеспечивают качественную съемку лиц входящих и выходящих людей, а также общий вид для достоверного определения вноса/выноса на территорию через КПП предметов и вещей в руках (сумки, портфели, свертки и т.д.). То же самое относится и к въезду/выезду с территории автотранспорта. Установлены системы считывания и распознавания автомобильных номеров, которые затем хранятся в архивных базах. Угол съемки возле въезда настроен так, чтобы хорошо был виден номер автомобиля, в достаточном для распознавания качестве. На примерное место расположения номера на авто установлены и сориентированы подсвечивающие ИК- и светодиодные прожекторы. ведется панорамная съемка плана прилегающей к проездам территории.

Запись происходит по движению, а не только в режиме 24/7. Архив этих записей хранится не менее 30 дней.

Камеры вдоль периметра

Размещение видеокамер вдоль периметра осуществляется с небольшими интервалами – не более 30 м. Используются камеры стандартного разрешения, но не менее 2 Мпк, с небольшими углами обзора (30–60 град.) для просмотра вдоль ограждения, с обязательной инфракрасной подсветкой. В угловых точках установлены видеокамеры с широким углом обзора (90 и более град.). Там, где необходимо, обеспечено дополнительное искусственное освещение для съемки внутренней и прилегающей территории. Видеосъемка ведется малокадровая (не более 9–12 кадр/с), запись производится по обнаружению движения, с небольшой предзаписью (3–5 с). При обнаружении активного движения реализована возможность вывода изображения крупным планом на монитор дежурного.

При монтаже уличных систем видеонаблюдения учитывается возможность различных природных явлений: налипание снега и льда, сильные порывы ветра, обильные дожди, грозы и т.д.

Видеонаблюдение в цехах

В цехах основного процесса размещены цветные видеокамеры высокого разрешения (3–5 Мпк). Допускается использование цветных видеокамер с низким разрешением в местах выполнения вспомогательных работ. Для рабочих процессов используются крупные планы, имеется панорамная съемка всего помещения и при необходимости – отдельных участков работ. Съемка ведется постоянно, в максимальном разрешении для установленных видеокамер и сроком хранения архива не менее 30 дней.

Камеры в складских и офисных помещениях

В складских помещениях устанавливаются цветные видеокамеры, у погрузочных площадок – с высоким разрешением (не менее З Мпк), дополнительной инфракрасной подсветкой.

Режим записи постоянный (20–24 кадр/с) или с видеозаписью по обнаружению движения, с небольшой предзаписью (3–5 с). Время хранения архива – не менее 30 дней. Для контроля офисных помещений используются цветные камеры с разрешением не менее 2 Мпк. Съемка ведется общими планами коридоров и рабочих помещений офисов.

Постоянный режим малокадровый, с частотой 9–12 кадр/с. Архив с цикличной перезаписью и сроком хранения не менее 30 дней.

Совместимость устройств

При построении новой или модернизации старой системы видеонаблюдения желательно использовать оборудование одного производителя и одного модельного ряда. Так обеспечивается максимальная совместимость устройств между собой, их управляемость и взаимозаменяемость, сокращается объем резервного оборудования, которое нужно хранить на складе.

Это также позволяет быстрее решать возникающие проблемы за счет накапливаемого опыта эксплуатации небольшой номенклатуры оборудования. Но при этом приобретаемые устройства должны перекрывать все текущие потребности по системе видеонаблюдения, а в идеале – учитывать будущие (расширение, управляемость, возможности видеоанализа и т.д.).

Запись видео

Для записи изображения с установленных видеокамер при их небольшом количестве (не более 16) в отдельных случаях допустимо использование видеорегистраторов с подключением к локальной сети (или даже выходом в интернет). При большом количестве устанавливаемых видеокамер (больше 16 на площадке) необходимо использовать выделенный видеосервер. Видеосервером может быть мощный компьютер с установленным специальным программным обеспечением или специализированный сервер с креплением в серверную стойку, что предпочтительнее.

Рис. 3. Зона действия поверхностного оптико-электронного охранного извещателя

ОПС и СКУД

Все охранные датчики и блоки на объекте заведены в системы охранно-пожарной сигнализации (ОПС) и контроля и управления доступом (СКУД).
Основой системы служат высокопроизводительные контроллеры, способные обрабатывать огромные объемы информации и реализовывать сколь угодно сложные алгоритмы. Они содержат базу данных пользователей, конфигурацию системы, параметры периферийного оборудования и выполняют обмен данными с подключенными к ним концентраторами и центральным сервером системы, обработку данных и принятие решений, формирование протокола событий.

Сетевые контроллеры (СК) могут работать автономно при отключении или сбое центрального сервера интегрированной системы безопасности. Безопасность объекта остается на прежнем уровне.

Периферийные устройства (извещатели, считыватели, реле) подключаются к сетевым контроллерам через адресные блоки – концентраторы. Количество периферийных устройств может колебаться в широких пределах, от единиц до тысяч.

Такая сетевая и модульная архитектура имеет следующие достоинства:

1. Масштабируемость – от офиса до крупного предприятия или группы объектов.
2. В СК отсутствуют ограничения на количество карточек или объем хранимого протокола.
3. Существенно снижаются затраты на монтаж.

Любое изменение состояния оборудования системы (тревога, событие) достигнет монитора оператора не более чем за 1 с. Постановка объекта на охрану или изменение доступа в зону достигается 1–2 кликами мыши, а взаимодействие между ОПС и СКУД происходит в автоматическом режиме. Видеосопровождение событий позволяет оператору точнее оценить сложившуюся ситуацию. В описанной системе реализованы все необходимые для интегрированных систем функции:

• охранная сигнализация;
• пожарная сигнализация (традиционные и адресно-аналоговые извещатели);
• контроль доступа;
• Antipassback, механизм реакций;
• аварийная и тревожная сигнализация;
• видеонаблюдение;
• режим контроля патруля;
• управление внешними устройствами (интеллектуальное здание);
• экспорт данных во внешние системы;
• дополнительные функции (учет рабочего времени, услуг, дизайнер пропусков и заявки на пропуск);
• система "автопарковка – навигатор".

Использование современной системы управления базами данных (СУБД) позволяет легко решать задачи интеграции с системами управления предприятиями, например 1С или NS-2000.

Тестирование оборудования

Многие электронные устройства, чья бесперебойная и исправная работа критична для поддержания работоспособности системы охраны, исполнения процесса управления и обеспечения безопасности на постоянной основе, должны тестироваться для корректного применения и эксплуатации в заданных параметрах. С этой целью широко используется тестирование важных параметров путем сравнения их с нормально рабочими (эталонными), а на основании мониторинга поступающих сигналов принимаются решения о состоянии систем безопасности и их соответствии заданным параметрам и значениям.

Такой мониторинг мы видим при запуске автомобиля, когда тестируются системы, влияющие на безопасность, на летном оборудовании при подготовке авиалайнера к полету, а также на аппаратных составляющих серверов.

Рис. 4. Схема построения системы ОПС

Схема построения ОПС

На рис. 4 представлена одна из возможных схем построения системы ОПС. Все датчики, извещатели и считыватели подключены к блоку уплотнения (БУ) – это концентратор (электронное устройство), который контролирует состояние шлейфов сигнализации, выдает управляющие сигналы на исполнительные устройства, принимает информацию от считывателей. На БУ и датчики, извещатели и считыватели подается напряжение 12–24 В.

Для наглядной информации и полноценного управления необходимо, чтобы все БУ были подключены к сетевому контроллеру.

СК предназначен для сбора информации от периферийных устройств, принятия решений, выдачи команд управления, обмена информацией с компьютерами рабочих мест. При наличии блока питания и обработки сигналов (БПОС) через сетевое подключение можно управлять системой ОПС на рабочем месте оператора.

Все системы ОПС строятся по общей примерной схеме: извещатели – блок управления (управление командами извещателей, прием информации от извещателей) – сетевой контроллер/сервер (управление и контроль всей системы, баз данных) – рабочее место оператора с установленным программным обеспечением (вывод на экран всей информации для контроля и управления). Таким образом, имеется целая сеть связанных друг с другом электронных устройств, каждое из которых критично для процесса приема, сбора информации, ее кодирования, передачи на серверы и в дальнейшем оператору.

Для создания системы ТСО высокой надежности, соответствующей современным требованиям и представлениям эксплуатанта о надежности и мониторинге работы всех составляющих, необходимо, чтобы с каждого устройства снимались те параметры, которые являются критичными для обеспечения безаварийной и корректной работы. Они должны передаваться на компьютер управления, с которого оператор в ходе запроса или особого протокола получает периодическую информацию о состоянии каждого узла системы или сообщение о выявлении первоначальных проблем, которые могут привести к отказам в работе ТСО. Если речь идет об уличном исполнении, возможен мониторинг состояния коммутационных подключений и проводов. например, при увеличении протекающих токов и росте сопротивления можно говорить о плохих контактах и скором выходе оборудования из строя либо о потере герметичности коммутационных шкафов и т.д.

Рис. 5. Типовая схема построения системы видеонаблюдения

Функционирование системы видеонаблюдения

На рис. 5 представлена типовая схема построения системы видеонаблюдения. В ней имеется сервер видеонаблюдения (или видеорегистратор) с установленным программным обеспечением и жесткими дисками для записи архива.

Сервер объединен по одной сети с сетевыми коммутаторами, непосредственно в них подключаются камеры. Если это PoE-коммутатор, то камеры питаются прямо с него через один провод витой пары. Если это обычный сетевой коммутатор, то каждая камера отдельно запитывается от блока питания 12 в. Сетевые коммутаторы могут устанавливаться как внутри помещений (обычно в стойках и ящиках), так и на улице, например в уличном ящике на заборе. все зависит от объекта и необходимого места видеонаблюдения. К серверу подключены рабочие места операторов для просмотра (как правило, через сеть).

Подобно ТСО, система видеонаблюдения также представляет собой целый комплекс электронных средств для приема, передачи и обеспечения сохранности изображения. Каждое из устройств имеет критичные для работы параметры, сбой или отклонение от которых приводит к резкому ухудшению качества получения видеосигнала или полному отказу в предоставлении изображения.

Критические параметры необходимо снимать как с камер (в том числе мониторя температуру внутри устройства), так и с каждого элемента системы наблюдения (коммутации кабелей, разъемы, сетевой коммутатор):

• напряжение и сила тока, которые подаются на видеокамеры (были случаи, когда выдавалось напряжение, в разы превышающее нормы, результат – выход видеокамер из строя);
• корректная работа роутера;
• проходимость каналов;
• исправность и соответствие основных параметров работы видеорегистратора, сервера и его составляющих, критичных для работоспособности как каждого элемента, так и всей системы в целом.

Подобная система мониторинга и оценки работоспособности критических устройств и узлов инфраструктуры, широко используемая в обеспечении безопасности на транспорте и в авиации, должна быть налажена и представлена на вышеуказанных элементах инфраструктуры обеспечения безопасности промышленных объектов.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №1/2022

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>