В ВОПРОСУ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ УЧРЕЖДЕНИЙ УИС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ

А. В. Душкин, В. В. Цветков

Воронежский институт ФСИН России

Разработка и создание различных моделей состояний сложных многокомпонентных электронных средств является одним из основных элементов научно-методического аппарата прогнозирования их технического состояния с учетом множества влияющих факторов. Это определяется тем фактом, что решение любой научной задачи синтеза опирается на показатель эффективности оптимизируемого объекта (в виде целевой функции или функции ограничения), а показателем эффективности системы в целом может являться показатель вероятности предотвращения всех попыток преодоления 33 за рассматриваемый промежуток времени, рассчитываемый с учетом динамики отказов и восстановления системы.

Рассматривая систему охраны (СО), как одну из составляющих интегрированной системы безопасности объектов УИС, включающие в себя такие электронные компоненты как охранные извещатели, видеокамеры, аппаратное обеспечение и т.д. как сложную однородную электронную систему, можно оценить ее работоспособность с точки зрения теории надежности.

Надежность структурных элементов электронных систем зависит от множества факторов. Являясь комплексным свойством объекта, надежность включает в себя как свойства безотказности объекта, так и свойства ремонтопригодности (для восстанавливаемых объектов).

Каждый из структурных элементов системы охраны может характеризоваться характеризуется интенсивностью потока отказов и интенсивностью потока восстановления, которые могут быть пересчитаны в комплексный показатель надежности, согласно некоторой методике расчета, зависящей от того, какой именно показатель надежности применяется. Однако, любой из комплексных показателей надежности связан монотонной зависимостью с частными показателями надежности. Поэтому эксплуатационные факторы, оказывающие влияние на безотказность и ремонтопригодность системы охраны оказывают влияние на надежность системы в целом.

Задача прогнозирования и оптимизации технического состояния радиоэлектронных систем, с учетом нестационарности потоков отказов структурных компонентов системы охраны в общем виде может быть записана следующим образом

где К_н - комплексный показатель надежности электронной системы; Т_Р2(Ь), Т_РЗ(Х) - функции временного аргумента, определяющие периодичность проведения Регламента 2 и Регламента 3, соответственно; - стоимостной показатель технической эксплуатации в части регламентного обслуживания и текущего ремонта; У_Р2, У_РЗ - объемы работ (выполняемых операций) при проведении Регламента 2 и Регламента 3 соответственно; Л(Ь) - интенсивность потоков отказов структурных элементов электронной системы; /и - интенсивность потока восстановления работоспособности структурных элементов электронной системы; П_зш - показатели ЗИП; П_вк - показатели встроенной системы контроля работоспособности структурных элементов электронной системы; К_лс - показатель, определяющий влияние квалификации личного состава, выполняющего мероприятия по технической эксплуатации, на безотказность и интенсивность восстановления структурных элементов электронной системы; Б акр -состав аппаратуры контроля и ремонта, используемой для выполнения текущего ремонта; ?_зяя - состав ЗИП; Д_ЗЖ7 - расположение комплектов ЗИП и комплектующих их элементов; Ь_{д ср ЗИП} - среднее время доставки ЗИП при отсутствии элемента в одиночном комплекте, находящемся в составе образца.

При этом принимается, что затраты на регламентное обслуживание и текущий ремонт будут минимальными.

Как было показано в [1], состояние системы охраны (СО) без введения состояний, определяющих регламентные работы, можно описать графом, представленным на рис 1.

Рис 1. Граф состояния модели СО.

А,, - интенсивность потоков отказов компонентов СО;

/и₁ ? - интенсивность потока восстановления из состояния I в состояние j.

При функционировании на отдельные элементы СО воздействует большое число различных факторов: климатические условия; время года и суток; размещение, набор и способы взаимодействия элементов; техническое состояние инженерно-технических средств охраны и надзора (ИТСОН), средств связи и вооружения; уровень подготовки, опыт, морально-волевые и физические качества личного состава; характер действий нарушителя, степень подготовленности к побегу, его волевые и физические данные и другие факторы.

Для количественного определения эффективности СО необходимо рассмотреть каждое из состояний, в котором может находиться система. При этом целесообразно оценивать эффективность СО вероятностными характеристиками, например, показателем вероятности предотвращения всех попыток преодоления 33 за рассматриваемый промежуток времени:

где Ф - обобщенный критерий боевой эффективности системы охраны объекта; N - количество попыток преодоления запретной зоны за промежуток времени Р, п - количество не- предотвращенных нарушений за промежуток времени ?; t - рассматриваемый промежуток времени (например, один год).

Эффективность СО в целом складывается из эффективности функционирования её отдельных участков. Таким образом, на величину обобщенного критерия боевой эффективности Ф влияет каждый участок СО пропорционально величине его весового коэффициента gj, который показывает относительное количество попыток преодоления запретной зоны на данном участке:

где Щ - количество попыток преодоления периметра на у-м участке; N - общее количество попыток преодоления периметра.

Тогда обобщенный критерий боевой эффективности всей системы охраны имеет вид:

где т - количество участков периметра, Ф, - обобщенный критерий боевой эффективности 7-го участка периметра.

Нарушитель может преодолеть периметр двумя основными способами: наземным (по поверхности КСП, через верх основного ограждения, сквозь полотно основного ограждения и ППЗ) и подземным (подкопом). Следовательно, система охраны выполнит свою задачу, если будут предотвращены попытки нарушения периметра, совершенные как на поверхности земли, так и под землей. Вероятность совершения такого события на 7-ом участке системы охраны есть обобщенный критерий Ф_j боевой эффективности этого участка:

где у₄/, уз, - относительные доли (вероятности) попыток совершения нарушений на 7-ом участке системы охраны соответственно на поверхности земли и под землей; ; Рщ - вероятности предотвращения попыток совершения нарушений на 7-ом участке соответственно на поверхности земли и под землей.

Каждый участок СО имеет некоторый набор элементов, которые характеризуются определенными свойствами: надежностью и живучестью ИТСОН; способностью обнаружения нарушителя и его задержания (снижения скорости движения) на заданное время; способностью оповещения о попытке нарушения; обученностью и тренированностью личного состава караула; экономичностью. Существенное влияние на свойства СО оказывает ее структура: состав, принцип построения и взаимосвязь элементов.

Свойства системы и ее отдельных элементов описываются частными критериями эффективности, такими как:

• - коэффициенты оперативной готовности инженерных (К_оги) и технических средств {К₀га - станционной аппаратуры; К_0ГЧА; К_0ГТА, К₀гач Когар ~ линий связи, соответственно, «часовой-станционная аппаратура», «извещатели-станционная аппаратура», «станционная аппаратура-часовой», «станционная аппаратура-резервная группа») - описывают возможность выполнения элементами ИТСО своих функций и показывают вероятность готовности элементов ИТСО к непосредственному применению;
• - вероятности обнаружения нарушителя часовым (патрульным) и инспекторами дежурной смены (Р_оч; Р₀д);
• - вероятность обнаружения нарушителя техническими средствами, расположенными по верху (Рол), по полотну (Ротг)» под полотном {Р_от3) основного ограждения и на КСП
• (Р отд;
• - вероятности (относительные доли) попыток совершения нарушения запретной зоны различными способами, т.е. через верх (у_х), СКВОЗЬ ПОЛОТНО (у₂), ПОД полотном основного ограждения (подкопом) (у₃) и через КСП (у₄) - показывают отношение числа попыток совершения побегов каждым из указанных способов к общему числу попыток побегов;
• - минимальное значение времени задержания нарушителя инженерными заграждениями (?,) - время, необходимое нарушителю для преодоления инженерных заграждений, установленных на пути его движения;
• - максимальное значение времени движения (скорости выдвижения) резервной группы Ц_дв) - время, необходимое резервной группе караула для подготовки к выходу и преодоления расстояния до места нарушения;
• - средние значения времени выпуска часовым (караульным резервной группы) заданного количества очередей {Ь_пчУ Ь_прп) - время, необходимое часовому для изготовки к стрельбе и ведения огня по цели до ее поражения.

На рисунке 2 представлена логическая схема, отображающая все перечисленные свойства и их влияние на величину обобщенного критерия Фу боевой эффективности у-го участка системы охраны.

Рис 2. Логическая схема для определения обобщенного критерия Ф_J боевой эффективности

7-го участка системы охраны

Из формулы (4) и схемы видно, что величина Ф_j будет приближаться к максимальному значению (Ф_;—^1), если будут обеспечиваться высокие показатели частных критериев эффективности.

Используя данную логическую схему можно определить эффективность каждого рубежа СО на любом участке либо для любого состояния СО в соответствие с рис 1.

ЛИТЕРАТУРА

• 1. Душкин А. В. Вопросы моделирования состояний инженерно-технических средств охраны и надзора / А.В. Душкин, В.В. Цветков // Вестник Воронежского института ФСИН России. - 2014. «N*2 3. с. 28-31.
• 2. Борисов Ю. П. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств / Ю.П. Борисов В.В. Цветнов. - М.: Радио и связь, 1985. - 176
• 3. Абрамов П.Б. Модель стационарного режима динамики средних с внешними потоками событий / П.Б. Абрамов // Приборы и системы: Управление, контроль, диагностика. - 2012. №6. - С. 43-49

УДК 681.3