Развитие экономики России непосредственно связано с развитием промышленного производства. Одной из быстроразвивающихся отраслей является электронное приборостроение. В соответствии с утвержденной стратегией развития электронной промышленности России на период до 2025 года в России на основе объединение усилий государства и частного бизнеса совершенствуются технологии и создаются новые направления производства электронных компонент и продукции на их основе. Как отметил директор Департамента радиоэлектронной промышленности Минпромторга России Александр Якунин, общий объем товарной радиоэлектронной продукции в 2012 г. составил 123,4% в сопоставимых ценах, а производство научно-технической продукции увеличилось на 31,4% по сравнению с предыдущим годом.
Эффективное функционирование современных предприятий электронного приборостроения невозможно без формирования автоматизированных систем управления (АСУ), обеспечивающих оптимальную организацию технологических процессов и управление производством. Одной из задач, решаемых АСУ, является обеспечение безопасности предприятия от различных угроз техногенного, криминогенного и природного характера.
Решение этой задачи на предприятии возложено на автоматизированную интегрированную систему охраны и противопожарной защиты объекта (АИСОПБ). АИСОПБ представляет собой организационно-техническую систему, формируемую компаниями — государственными организациями, ассоциациями и (или) частными охранными предприятиями, специально уполномоченными для оказания услуг в сфере обеспечения безопасности.
Современные АИСОПБ, как правило, формируются как сложные автоматизированные системы безопасности, объединяющие в своем составе видеонаблюдение, контроль и управление доступом, тревожную сигнализацию и пожарную автоматику. Основой для формирования АИСОПБ часто является система тревожной сигнализации и оповещения.
Повышенная сложность системы охраны и противопожарной защиты промышленного предприятия электронного приборостроения определяется:
• значительной по площади и конфигурации территорией предприятия, затрудняющей формирование АИСОПБ;
• большим количеством и разнообразием объектов на территории предприятия, существенно отличающихся по назначению (производственных, административных, складских и др.) и соответственно по тактике и условиям применения различных технических средств и подсистем, составляющих АИСОПБ;
• наличием большого числа источников различных помех (электрических, механических и др.) и условий эксплуатации, затрудняющих качественное функционирование АИСОПБ.
Для предприятий электронного приборостроения дополнительной особенностью является сложная криминогенная обстановка на них, связанная с высокой стоимостью электронных компонент и изготавливаемых изделий, значительной наукоемкостью их разработки, острой конкурентной борьбой в условиях кризисных явлений на рынке.
Высокая динамика числа и видов угроз объектам различного вида собственности требует постоянного совершенствования АИСОПБ. Это определяет рост количества новых видов и типов технических средств, появляющихся на рынке, их усложнение в результате применения новых технологий на основе микроэлектроники.
В последние годы значительно увеличился объем информации в сфере обеспечения безопасности технического, рекламного и иного характера. Все это создает значительные трудности при проектировании, внедрении и эксплуатации АИСОПБ на промышленных предприятиях.
В настоящее время, как на государственном, так и международном уровне уделяется большое внимание вопросам обеспечения безопасности. В России существенно увеличилось количество промышленных фирм (компаний), работающих в этой сфере. Такие компании сами проводят исследования, разрабатывают технические средства, производят их, создают комплексы технических средств для формирования АИСОПБ, разрабатывают и стимулируют разработку проектных решений на их основе. В сфере государственного управления и регулирования АИСОПБ основную деятельность осуществляет Министерство внутренних дел Российской Федерации в лице Департамента государственной защиты имущества (ДГЗИ), который реализует в пределах своей компетенции функции по выработке и реализации государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области государственной защиты имущества.
В сфере научного обеспечения систем безопасности широко известны такие ученые и специалисты, как Топольский Н. Г., Мешалкин Е. А., Брушлинский H.H., Бутузов С. Ю., Шепитько Г. Е., Зарубин B.C., Дровникова И. Г. и др. Ими предложены различные методы повышения эффективности АИСОПБ — от конкретных разработок до методов анализа и синтеза систем. Однако эти работы носят ограниченный характер, не учитывающий состояние и тенденции развития отрасли. Практически отсутствуют работы, связанные с разработкой методов эффективной организации и ведения специализированного информационного обеспечения и его применения для совершенствования систем охраны и противопожарной защиты промышленных объектов, развития составляющих ее технических средств.
Таким образом, тема диссертации, направленная на совершенствование системы охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения, является важной и актуальной.
Целью диссертационной работы является совершенствование автоматизированной интегрированной системы охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения на основе разработки и применения специализированной базы данных, а также новых видов технических средств.
Достижение этой цели позволит на основе научно обоснованной технической разработки обеспечить решение важной для экономики России задачи — в результате повышения качества систем охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения повысить уровень безопасности промышленных объектов в России.
Для достижения цели в диссертации поставлены и решены следующие научные задачи:
1. Анализ современного состояния системы охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения и обоснование задач её совершенствования.
2. Разработка метода организации и ведения специализированной базы данных для системы охраны и противопожарной защиты.
3. Разработка алгоритмов формирования тревожной сигнализации и оповещения в системе охраны и противопожарной защиты промышленных объектов с использованием специализированной базы данных.
4. Формирование обобщенной структуры системы охраны и противопожарной защиты предприятия электронного приборостроения, разработка алгоритмов функционирования и структурных схем новых видов составляющих технических средств.
Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2012 года», концепцией развития Вневедомственной охраны МВД России, а также планами научно-исследовательских работ Академии ГПС МЧС России на 20 112 013 г.
Объектом исследования являются системы охраны и противопожарной защиты промышленных объектов, а предметом исследования — процесс совершенствования автоматизированной интегрированной системы охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения на основе разработки и применения специализированной базы данных, а также новых видов технических средств.
Основные методы исследования.
Для решения поставленных задач были использованы методы теории вероятностей и математической статистики, методы теории управления, математического моделирования и анализа.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:
1. Обоснован принцип построения, сформирован информационный классификатор (рубрикатор) для специализированной базы данных в области АИСОПБ, определены основные параметры базы данных, обеспечивающие ее эффективное использование для решения задач совершенствования АИСОПБ.
2. Разработаны алгоритм оптимального выбора технических средств сбора и обработки данных для формирования АИСОПБ, а также алгоритм формирования подсистемы оповещения АИСОПБ.
3. Разработаны алгоритмы функционирования новых видов технических средств, образующих АИСОПБ.
Практическая ценность и значимость работы заключается в следующем:
— сформирована база данных, содержащая до 20 ООО источников информации, используемая для решения практических задач управления в системе охраны и противопожарной защиты объектов;
— разработаны рекомендации по выбору приборов приёмно-контрольных для формирования систем охраны и противопожарной защиты промышленных объектов;
— разработаны рекомендации по проектированию речевого оповещения в системах охраны и противопожарной защиты сложных промышленных и объектов;
— разработаны и защищены тремя патентами Российской Федерации на полезную модель технические решения по созданию новых видов технических средств АИСОПБ: группового охранно-пожарного извещателя, комбинированного звукового оповещателя и указателя выхода, а также автоматизированной интегрированной системы охраны и противопожарной защиты, использующей видеонаблюдение;
— разработано и издано учебное пособие по выбору и применению приборов приёмно-контрольных в современных системах охраны и противопожарной защиты объектов.
Основные результаты работы отражены в опубликованных статьях и докладах на всероссийских и международных научно-практических конференциях.
Реализация результатов работы.
Результаты диссертационной работы использованы:
— ФКУ НИЦ «Охрана» МВД России при планировании и проведении исследований в области систем противокриминальной защиты особо важных и потенциально опасных объектов различного назначения и разработок новых видов технических средств, а также для повышения квалификации специалистов вневедомственной охраны МВД России;
Академии ГПС МЧС России при проведении научно-исследовательских работ, а также в учебном процессе при подготовке бакалавров, специалистов и магистров по специальности «Пожарная безопасность» ;
— ООО «Пожинжиниринг» при проектировании автоматизированных систем противопожарной защиты промышленных объектов;
— НОУ «Институт электронных систем безопасности» для подготовки и повышения квалификации технических специалистов в области систем охраны и противопожарной защиты объектов.
На защиту выносятся:
— принцип построения информационного классификатора (рубрикатор) для формирования специализированной базы данных в области АИСОПБ и методики оценки ее основных параметров, включая оценку значимости используемых источников в базе данных с помощью комплексного коэффициента, учитывающего важность, сложность и полезность содержащейся в них информации;
— алгоритмы выбора технических средств сбора и обработки данных, а также проектирования подсистемы оповещения, обеспечивающие повышение качества формирования АИСОПБ предприятий электронного приборостроения;
— алгоритмы функционирования новых видов технических средств, отличающиеся повышенной эффективностью функционирования в составе АИСОПБ предприятия электронного приборостроения.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, приведённых в диссертационной работе, достигнута за счёт применения для решения поставленных задач апробированных математических методовзначительного объёма данных для статистических исследований, экспериментальным обоснованием разработанных технических решений.
Апробация результатов работы.
Основные результаты работы были доложены и получили одобрение на следующих 10 научно-практических конференциях:
— «Системы безопасности» — Москва, Академия государственной противопожарной службы МЧС России, 2007 — 2011 гг.;
— Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, Московский энергетический институт (технический университет) МЭИ, 2009 г.
— Научно-практическая конференция, Ивановский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 2010 г.;
— Международная научно-практическая конференция, г. Ташкент, Высшая пожарно-техническая школа МВД республики Узбекистан, 2011.
— Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности», Москва, Академия государственной противопожарной службы МЧС России, 2012, 2013 гг.
Публикации.
По тематике диссертации опубликовано 31 работа, в том числе 12 статей, 7 которых из перечня изданий, рекомендованных ВАК, 15 докладов на конференциях, одно учебное пособие, получены три патента РФ на полезные модели, 6 работ опубликовано без соавторов.
В работах, опубликованных в соавторстве в изданиях из перечня ВАК, лично автором предложено и обосновано: алгоритм и методика выбора при-емно-контрольного для системы охраны и противопожарной защиты объекта [3.31]- теоретически обоснована предложенная структурная схема построения нового вида извещателей для системы охраны и противопожарной защиты [3.41]- обоснован новый подход и получены математические выражения для оценки эффективности специализированной базы данных при проектировании технических средств и систем охраны и противопожарной защиты сложных объектов [3.39, 3.40]- определены перспективные направления разработки новых видов технических средств для систем охраны и противопожарной защиты [3.44]- обоснован принцип построения охранного извещателя нового вида [3.13]. В остальных опубликованных в соавторстве работах присутствует единое и не делимое единство.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (152 наименования) и семи приложений. Основное содержание диссертации изложено на 154 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц и 44 рисунка.
Список литературы
и приложения занимают 63 страницы.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
1. Разработанная и защищенная патентом на полезную модель РФ структура автоматизированной интегрированной системы охраны и противопожарной защиты предприятия электронного приборостроения решает комплексные задачи охраны объекта на основе видеонаблюдения, пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля и управления доступом, оповещения о пожаре и чрезвычайных ситуациях. При этом обеспечивается повышенная надежность ее функционирования в результате контроля и обучения оператора с использованием средств видеонаблюдения.
2. Одним из эффективных направлений применения созданной в рамках диссертации специализированной базы данных является ее применения для анализа и разработки новых видов технических средств систем охраны и противопожарной защиты объектов.
В диссертации предложено использовать комбинацию отдельных охранных или пожарных извещателей, объединенных между АИСОПЗй для организации их взаимодействия. Теоретически и экспериментально доказано, что такое взаимодействие позволяет существенно повысить эффективность функционирования системы тревожной сигнализации.
Разработано устройство, которое позволяет объединить в группу несколько извещателей одного или различных видов в пределах одного обособленного или нескольких близко расположенных помещений, защищенное патентом на полезную модель РФ.
3. На основе проведенного анализа показано, что повышение эффективности функционирования средств оповещения и управления эвакуацией может быть достигнуто применением в одном комбинированном устройстве одновременно светового и звукового оповещателей, а также использованием в звуковом канале совместно специального шумового и речевого сигналов, синхронизированных с сигналами светового канала. В результате разработан комбинированный оповещатель с функциями указателя выхода, защищенный патентом на полезную модель РФ.
4. Проведенные экспериментальные исследования комбинированного оповещателя показали, что выигрыш во времени эвакуации в общем случае складывается в основном из уменьшения времени на анализ человеком ситуации и определения направления движения, времени задержки из-за неверного маршрута движения, а также времени движения до выхода.
В условиях ограниченного времени и видимости комбинированный оповещатель позволяет достаточно точно ориентировать человека для движения в направлении, необходимом при эвакуации. Таким образом, применение данных устройств целесообразно при проектировании системы оповещения и управления эвакуацией на крупном объекте с массовым пребыванием людей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Основные научные результаты, выводы и предложения, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, сводятся к следующему:
1. Проведенный анализ показал, что на современном этапе, связанном с интенсивным реформированием экономики, постоянное совершенствование АИСОПЗ является важной, а в ряде случаев — определяющей задачей для обеспечения безопасности предприятий электронного приборостроения. Основой информационно-методического обеспечения такого совершенствования является специализированная база данных, содержащая сведения о технических и технологических параметрах объекта управления и его составных частях. СБД может использоваться в составе информационного обеспечения АИСОПЗ и самостоятельно при проектировании АИСОПЗ и составляющих ее технических средств.
2. Для формирования специализированной базы данных АИСОПЗ предложено использовать матричный метод, который обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с другими методами. Сформированный на его основе информационный классификатор (рубрикатор) систематизирует общий массив информации по совокупности взаимозависимых признаков с ранговым соподчинением признаков одного уровня. Количество признаков можно наращивать, что важно при работе с большими, активно развивающимися массивами информации, в частности относящимися к АИСОПЗ.
3. В результате проведенного анализа определены дополнительные требования к формированию и практическому использованию разработанного информационного рубрикатора. К ним относятся допустимая максимальная информационная емкость одной рубрики и связанная с ним общая информационная емкость всей базы данных, а также требование по периодичности ее уточнения (обновления).
Определено, что разработанный вариант специализированной базы данных имеет информационную ёмкость примерно 2'104 единиц информационных источников, которая может быть увеличена по мере развития АИСОПЗ. При этом период обновления рубрикатора, связанный с динамикой развития отрасли, должен составлять не более 4-х лет.
4. Введенные оценки технической значимости каждого используемого источника с помощью комплексного коэффициента в многомерной матрице, отражающие важность, сложность и полезность содержащейся в источнике информации, позволяют решать широкий класс задач с использованием сформированной базы данных и учетом специфики рассматриваемой предметной области. Разработанная методика позволяет определить коэффициенты значимости для практического использования в АИСОПЗ.
Для решения частных задач управления можно использовать выборки не всех, а одного или нескольких видов источников информации в сформированной базе данных.
5. Получены математические выражения для оценки эффективности применения СБД. Они учитывают социальную значимость и экономическую эффективность, которая определяется экономией, создаваемой с учётом затрат на создание и эксплуатацию АИСОПЗ.
На примере вневедомственной охраны МВД России показано, что применение СБД окажет положительное влияние на качество охраны и противопожарной защиты промышленных предприятий и, следовательно, является эффективным.
6. Разработанный обобщенный алгоритм оптимального выбора прибора приемно-контрольного позволяет использовать его при проектировании системы тревожной сигнализации АИСОПЗ предприятий электронного приборостроения. Практическая возможность такого использования показана на примере разработанной в результате выполнения диссертации методики отбора ППК для систем охраны и противопожарной защиты объектов вневедомственной охраны МВД России.
7. Разработанный обобщенный алгоритм проектирования системы оповещения для АИСОПЗ позволяет учесть особенности такого защищаемого сложного объекта, как предприятие электронного приборостроения. В диссертации сформирован алгоритм решения задачи выбора и расстановки технических средств речевого оповещения в защищаемых помещениях. Разработанные на основе данного алгоритма рекомендации по проектированию речевого оповещения в случае их практической реализации обеспечат безопасность людей при пожарах и чрезвычайных ситуациях.
8. Разработанные и представленные в диссертации обобщенная организационная и функциональная структуры, структура технических средств предприятия электронного приборостроения составляют основу для практического формирования АИСОПЗ.
Разработанные в результате теоретического и экспериментального исследования алгоритмы функционирования новых видов технических средств, отличаются повышенной эффективностью функционирования в составе АИСОПЗ промышленного предприятия.
Таким образом, в результате комплекса теоретических и научно-технических работ, выполненных в рамках диссертации, обеспечено решение важной для экономики России задачи — повышение в результате совершенствования автоматизированной интегрированной системы охраны и противопожарной защиты предприятий электронного приборостроения уровня безопасности промышленных объектов в России.
