//Росатом/ ВНИИЭФ
 
Главная / Деятельность /Гражданские разработки /Каталог технологий, продукции и услуг /Информационные продукты и технологии /Разработки /

Разработки

Программное средство PROSA оценки эффективности систем физической защиты важных объектов


Программное средство (ПС) PROSA оценки эффективности систем физической защиты (СФЗ) важных объектов (стационарных или мобильных) предназначено для расчета следующих показателей эффективности СФЗ:

  • вероятностей предотвращения несанкционированных действий (НСД) по отношению к отдельному предмету физической защиты (ПФЗ);
  • степени защищенности всех предметов физической защиты объекта к рассмотренным противоправным акциям вероятных нарушителей.

Может применяться при проектировании, эксплуатации и модернизации СФЗ объектов, обоснования безопасности объекта для решения следующих задач оценки эффективности СФЗ:

  • выявление наиболее вероятных сценариев НСД и уязвимых мест СФЗ;
  • выбор предпочтительных проектных решений СФЗ;
  • разработка эффективной тактики действий подразделений охраны;
  • принятие оперативных решений в случаях временных нарушений в СФЗ.

В интерактивных режимах работы PROSA может выполнять учебные и тренажерные функции для персонала, аналитиков и проектантов СФЗ.
Пользователь имеет возможность задать поведение сил СФЗ и/или нарушителей в текущей обстановке и получить объективную оценку принятых решений. 
ПС PROSA можно рассматривать как средство проведения вероятностного анализа безопасности первого уровня потенциально-опасных объектов применительно к первичным событиям социального типа (по заданным вероятностным характеристикам отдельных элементов СФЗ и объекта рассчитываются вероятностные показатели всей системы физической защиты объекта по отношению к заданным воздействиям – НСД нарушителей).
При проведении оценки эффективности СФЗ сложных объектов (сложность обусловлена числом ПФЗ, множеством групп противников, правилами поведения сторон, числом физических барьеров и пр.) ПС PROSA обеспечивает:

  • создание трехмерной компьютерной модели объекта с упрощенным заданием геометрии пользователем;
  • интерфейс с электронной базой данных по элементам СФЗ для задания исходных данных;
  • описание нескольких вариантов СФЗ объекта и планов нарушителей в одной модели;
  • имитационное моделирование действий нарушителей на объекте и противодействия со стороны СФЗ;
  • интерактивную симуляцию операции по пресечению противоправных действий с визуализацией оперативной обстановки и возможностью управления силами противников;
  • задание наборов сценариев (правил поведения) СФЗ и нарушителей;
  • расчет показателей эффективности СФЗ по численному и полуаналитическому алгоритмам Монте-Карло;
  • автоматизацию анализа неопределенности и чувствительности результатов расчетов к параметрам проекта СФЗ;
  • генерацию отчетов о проведенных расчетах в формате Microsoft Word®.

Для получения показателей ПС PROSA осуществляет имитационное моделирование операции сил СФЗ объекта по пресечению противоправных действий нарушителей. Нарушители могут быть внешними, внутренними, находиться в сговоре, составляя несколько взаимодействующих групп. Предполагается, что вероятные нарушители реализуют свою угрозу путем проникновения или легального прохода на объект, проноса или использования имеющихся на объекте необходимых для совершения НСД средств (материалов, предметов), совершения противоправных акций по отношению к ПФЗ объекта. Силы СФЗ (несколько взаимодействующих групп) обнаруживают нарушителей посредством средств обнаружения, осуществляют их перехват (сближение с ними) и нейтрализацию (если, необходимо, с применением стрелкового оружия).
Расчет вероятностных показателей эффективности СФЗ в ПС PROSA производится по алгоритмам Монте-Карло на основе многократной имитации операции СФЗ по пресечению противоправных действий одной группировки нарушителей.
Операция трактуется как случайный процесс, являющийся результатом протекания и взаимодействия множества случайных физических процессов (обнаружение людей, НСД, преодоление людьми физических барьеров и участков местности, поражение целей из стрелкового оружия), инициируемых решениями сторон, принимаемыми на основе текущей обстановки. Времена действий участников операции имеют заданные разбросы. 
Расчет исходов боевых столкновений основан на представлении ведения огня в виде пуассоновского потока успешных выстрелов. Интенсивность потока зависит от заданных характеристик оружия, умений стрелка, параметров цели, условий и способов ведения огня.
Описание сценариев действий сил СФЗ и нарушителей (правил поведения сторон) в операции и  определение исхода операции основаны на понятиях математической теории стратегических игр.
Анализ чувствительности показателей СФЗ к исходным данным ведется с использованием полуаналитического представления решения Монте-Карло.

Работа пользователя с ПС PROSA осуществляется в диалоговом (интерактивном) режиме. Интерактивная оболочка ПС PROSA (препроцессор) представляет собою средство автоматизации по приему данных от пользователя и преобразование их в данные для расчетных алгоритмов (процессора) ПС. По сравнению с данными для процессора, пользовательские данные ближе к предметной области и составляют существенно меньший объем.
Для проведения многовариантных расчетов и анализа чувствительности к исходным данным в рамках одной модели объекта (файла данных) пользователь с помощью препроцессора может готовить целый набор расчетных задач для процессора.

Данные для процессора в  ПС PROSA можно разделить на две группы:

  • характеристики элементов СФЗ: вероятности срабатывания средств обнаружения, средние времена и относительные разбросы времен действий людей, вероятности поражения целей из стрелкового оружия;
  • конфигурация объекта и его СФЗ, сценарии сторон - в совокупности они определяют, какие элементы СФЗ (и их характеристики), и в какой последовательности используются в расчетах.

ПС PROSA позволяет пользователю задать существенные элементы объекта и его СФЗ (от которых зависит эффективность СФЗ):

  • физические барьеры, участки перемещения (ландшафты, дороги, этажи), средства обнаружения, через которые (по которым, через зоны действия которых) проходят маршруты движения сил СФЗ и нарушителей;
  • физические барьеры, участки перемещения, которые являются препятствиями (их приходиться обходить) при передвижении людей;
  • проходы, пролеты для людей;
  • здания, строения, ограждения, элементы рельефа, растительность, которые уменьшают зоны видимости средств обнаружения, видеокамер, людей;
  • элементы рельефа, ограждения, здания, оборудование, растительность, которые являются укрытиями при возможном поражении из стрелкового оружия;
  • ПФЗ, оборудование, материалы, транспорт, которые служат средствами достижения преследуемых сторонами целей. 

Каждый элемент модели объекта ФЗ имеет геометрические и негеометрические характеристики. ПС PROSA поддерживает следующие приемы ввода двумерных геометрических данных: импорт данных из доступных геометрических редакторов (AutoCAD, Visio, КОМПАС), оцифровывание графических данных, использование встроенного двумерного графического редактора.
Трехмерная геометрия определяется классом элемента модели, и получается автоматически сдвигом линий (двумерной геометрии) в двух ортогональных направлениях (по заданным высотным отметкам и ширине).
Негеометрические свойства элемента объекта включают тип элемента, способы взаимодействия его с людьми и другие параметры, зависящие от класса элемента. Способ взаимодействия элемента с людьми характеризуется основным параметром (скоростью передвижения, временем преодоления или вероятностью обнаружения) и ресурсами, требуемыми для реализации данного способа.
Для автоматизированного ввода данных по элементам модели можно использовать базу данных.
В ПС PROSA имеются средства генерации элементов объекта на базе имеющегося элемента (например, можно установить средство обнаружения вдоль ограждения или набор окон в здании).
Элементы объекта образуют в среде ПС PROSA древовидную структуру модели объекта.
Из наборов заданных элементов объекта пользователь имеет возможность образовывать проекты СФЗ и планы нарушителей, которые являются начальными шагами сценариев сторон.

Пример модели объекта Пример использования
электронной базы данных

Силы СФЗ и нарушителей состоят из отдельных групп бойцов. Каждая группа характеризуется локализацией, принадлежностью к стороне, типом, ресурсами, боевыми характеристиками бойцов. При моделировании операции группы бойцов передвигаются по заданным маршрутам. ПС PROSA может проводить автоматический расчет траекторий маршрутов путем минимизации комбинации (с заданными весами) обнаружения и времени преодоления маршрута при имеющихся ресурсах группы.
При расчетах показателей эффективности СФЗ используются данные (вероятности обнаружения, времена действий) именно с маршрутов групп. Выбор группы и маршрута для нее, в свою очередь, определяется сценарием.

Пример определения наборов проектов СФЗ и планов нарушителей

Для задания сценариев действий сил СФЗ и нарушителей в среде ПС PROSA имеется специальный редактор сценариев. В рамках одной модели объекта пользователь может определить любое количество сценариев сторон.
Активный сценарий СФЗ и активный сценарий нарушителя определяют игровую ситуацию, и каждый сценарий представляется в виде дерева сигналов в соответствии с их временным порядком поступления – вновь поступивший сигнал является потомком предыдущего. Дерево сигналов описывает обстановку принятия решений стороны. Сигналы (например, сработало средство обнаружения, группа добралась до ориентира, человек обнаружил другого человека) и их древовидное представление являются результатом моделирования операции, которое осуществляет ПС PROSA.

Пример определения наборов сценариев СФЗ и нарушителей

В каждой вершине дерева сигналов пользователь может определить управление – решение, принимаемое стороной в данной обстановке (например, данной группе направиться из текущего положения к заданному ориентиру, оставить/ взять средство, начать/закончить ведение огня). Управление задается в интерактивных режимах моделирования операции.
ПС PROSA имеет три режима моделирования: два интерактивных – пошаговый режим и режим реального времени и один пакетный – режим осреднения. Интерактивные режимы используются для определения сценариев сторон, проверки заданных исходных данных, а также для выполнения тренажерных функций при обучении персонала СФЗ. В интерактивных режимах пользователь имеет возможность визуально наблюдать за ходом операции и оперативно управлять сторонами.

Пример деревьев сигналов активных сценариев СФЗ и нарушителей

Для повышения оперативности определения сценариев также можно редактировать сценарии напрямую (т.е. не в процессе моделирования операции). Кроме этого, пользователь может управлять степенью подробности сигналов – более общие сигналы приводят к обобщенным сценариям, упрощая их задание.
Операция по пресечению противоправных действий нарушителя может завершаться его нейтрализацией с применением стрелкового оружия. В ПС PROSA предусмотрены две возможности моделирования боевых столкновений: упрощенная схема имитации боевого столкновения, позволяющая автоматически (без участия пользователя) моделировать столкновения сторон и полная схема - с использованием сценариев действий сторон.
Характеристики стрелкового оружия (вероятность поражения мишени от расстояния, время затраченное на один выстрел), используемого в боевых столкновениях, задаются в специальном программном модуле.
Режим осреднения ПС PROSA служит для расчета числовых показателей эффективности СФЗ по алгоритму Монте-Карло.

Пример задания ориентира
движения группы
Пример задания характеристик
оружия

По запросу пользователя ПС PROSA производит выделение классов случайных факторов (сигналов срабатывания детекторов несанкционированных действий, исходов боевых столкновений, времен преодолений физических барьеров и участков местности) и получает полуаналитическое решение Монте-Карло для анализа неопределенности и чувствительности результатов расчетов к параметрам проекта СФЗ. Полуаналитическое решение служит также средством само- верификации и повышения точности расчетов.

Пример полученных расчетных
данных
Пример результатов анализа
чувствительности
Пример отчета о проведенном
расчете

В ПС PROSA предусмотрены средства для генерации отчетов о проведенных расчетах в формате Microsoft Word®. Отчет включает в себя сводку исходных данных, результатов расчетов и анализа чувствительности. Данные представляются в форме текста, таблиц, древовидных диаграмм, картинок и графиков.

Проводим оценку эффективности СФЗ важных объектов с применением программного средства (ПС). Осуществляем поставки ПС как программного продукта, обеспечивая сопровождение и обучение.

 
© 2011-2016 ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ
607188
Нижегородская обл., г.Саров, пр. Мира, 37
e-mail: staff@vniief.ru
Тел.: 8 (83130) 2-48-02
Факс: 8 (83130) 2-94-94