Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Охрана критически важных объектов с применением математического моделирования

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Охрана критически важных объектов с применением математического моделирования

Система физической защиты ядерно опасных объектов представляет собой совокупность правовых норм, организационных мер и инженерно-технических решений, направленных на защиту жизненно важных интересов и ресурсов предприятия от угроз, источниками которых являются злоумышленные действия физических лиц. К перспективным методам оценки эффективности создаваемой системы физической защиты таких объектов относятся имитационные и математические методы
Александр Олейник
Старший преподаватель Академии управления МВД России, к.т.н.

В современных условиях рост терроризма в России представляет собой одну из наиболее реальных угроз в отношении обеспечения стабильного социально-экономического развития страны, повышения качества жизни населения, укрепления национальной безопасности и международного престижа государства.

Негативные последствия проявления терроризма становятся все более масштабными и оказывают ощутимое влияние на социально-экономическое развитие и обеспечение национальной безопасности страны.

Направления совершенствования правовых основ обеспечения безопасности в РФ

Для более полного представления об источниках формирования документов, регламентирующих довольно узкий специфический круг задач, следует обратиться к общей структуре правовых основ деятельности по обеспечению безопасности в Российской Федерации. Такая структура имеет внутреннюю иерархию и включает в себя правовые акты четырех уровней: международного, федерального, отраслевого (ведомственного) и объектового. Важнейшими задачами совершенствования общих правовых основ в настоящее время являются:

  • совершенствование правовой базы всех уровней с учетом возрастания террористических проявлений, изменения методологии и способов реализации террористических угроз;
  • приведение правовых основ всех уровней к единым стандартам и создание на этой основе взаимоувязанного комплекса мер, направленного на ограничение всех проявлений терроризма;
  • внедрение разработанной правовой базы в жизнь и строгое ее выполнение на всех уровнях иерархии власти.
Охрана важных государственных объектов Одной из задач, возлагающихся на войска национальной гвардии, является охрана важных государственных объектов. В их перечень входят объекты концерна "Росэнергоатом", в том числе 10 АЭС.
Государственная охрана – это функция федеральных органов государственной власти в сфере обеспечения безопасности объектов, осуществляемая на основе совокупности правовых, организационных, охранных, режимных, оперативно-розыскных, технических и иных мер. Для важных государственных объектов определены состав, функции, задачи и требования, предъявляемые как к системе в целом, так и к комплексу инженерно-технических средств и сил охраны.В осуществлении физической защиты ядерно опасных объектов "Росэнергоатом" взаимодействует с войсками национальной гвардии, МВД России, ФСБ России и другими федеральными органами исполнительной власти

Оценка эффективности систем физической защиты

Система физической защиты (СФЗ) ядерно опасных объектов (ЯОО) представляет собой совокупность правовых норм, организационных мер и инженерно-технических решений, направленных на защиту жизненно важных интересов и ресурсов предприятия (объекта) от угроз, источниками которых являются злоумышленные (несанкционированные) действия физических лиц – нарушителей (террористов, преступников, экстремистов и др.).


СФЗ является сложной системой. Как в сложной системе в ней можно выделить ряд признаков: целостность, структурность, взаимосвязь системы и среды, иерархичность, множественность описания. К основным методам оценки эффективности СФЗ следует отнести:

  1. проведение учений. Когда проведение учений невозможно, применяют имитационные и математические методы;
  2. имитационные методы. При имитационных методах модель исследуемого объекта воспроизводит алгоритм его функционирования и представляется в виде программы для компьютера;
  3. математически-игровые методы. В этих методах явления внешнего мира сводятся к математическим задачам, для решения которых применяются ЭВМ. Для описания исследуемых объектов используются изображения, уравнения, алгоритмы и программы;
  4. интеграция имитационно-игровых методов.

Конструктор систем физической защиты

Группой военных специалистов была разработана имитационная логико-вероятностная трехмерная модель автоматизированной программы. Программный комплекс рассматривается нами как конструктор СФЗ, моделируемых в трехмерном виртуальном пространстве охраняемых объектов.

Технологии, используемые в данном комплексе, применялись и применяются при решении соответствующих задач на реальных объектах. Основное назначение программного комплекса: оценка эффективности функционирования системы физической защиты (или ее компонентов) реальных охраняемых объектов, быстрая оценка вариантов изменения СФЗ этих объектов; обучение персонала служб безопасности. Применение комплекса возможно как при решении задач охраны от нападения на охраняемый объект, так и для решения задач пресечения проникновений за территорию охраняемого объекта.


Комплекс состоит из нескольких модулей, в которых поддерживается и осуществляется:

  1. создание ландшафтов произвольного и заданного вида;
  2. создание зданий, сооружений и инженерных конструкций;
  3. создание в виртуальном пространстве модели объекта;
  4. создание моделей персонажей, вооружения и техники;
  5. создание моделей сенсоров, барьеров и эффекторов;
  6. размещение на объекте сил и средств охраны;
  7. визуальное программирование действий персонажей;
  8. визуализация действий террористов и сил охраны при нападении на объект.

Если рассматривается создание модели реального объекта, то создание ландшафтов (или рельефа местности) может реализовываться как внутренними средствами комплекса, так и внешними приложениями. Построение осуществляется в основном по генеральным планам моделируемых объектов – так как это зачастую единственный более или менее точный источник информации по высотным отметкам местности. В программе возможно использование цифровых карт и снимков.


На выходе, соответственно, получается геометрически и географически точная модель рельефа местности. После ее создания наносятся соответствующие текстуры.

С помощью существующей в комплексе библиотеки трехмерных моделей зданий и сооружений или специально разработанных моделей по чертежам реальных зданий и сооружений в любом современном трехмерном графическом редакторе в комплексе размещаются эти стационарные элементы объекта в виртуальном пространстве моделирования. Затем производится расстановка и назначение барьеров ограждений, эффекторов и сенсоров инженерно-технических средств охраны.


Для моделирования подвижных элементов создаются модели персонажей – людей, авто- и бронетехники – с соответствующими наборами движений. Каждому из персонажей назначаются индивидуальные, значимые для моделирования параметры.


В программе возможно визуальное программирование тактики сил охраны и нападения, определение маршрутов движения, характера реакции на события.

Применение математического моделирования СФЗ критически важных объектов позволяет решать следующие задачи.

  1. Дает быстрое и наглядное визуальное представление об объекте и прилегающих территориях.
  2. Позволяет изучить характер происходящих на объекте событий.
  3. Показывает особенности построения и функционирования СФЗ объекта.
  4. Дает оценку (в том числе и наглядную) эффективности существующей СФЗ объекта и ее подсистем, вариантов их совершенствования при различных, в первую очередь террористических угрозах.
  5. Комплекс может быть использован и для решения обратной задачи – при планировании проведения специальных операций по освобождению заложников, деблокированию территорий и т.п. Здесь можно не только получить ответ на вопрос "что будет, если?..", но и посмотреть, как это может быть.

Применение теории игр для выбора варианта защиты

Имитационно-игровые методы сочетают в себе имитационное и игровое моделирование. С помощью имитационной модели выявляются так называемые критические участки, а с помощью игровой модели для этих участков подбираются наиболее приемлемые варианты защиты.

Для выбора наиболее приемлемого решения была использована теория игр и рассмотрены три варианта формирования игровой модели.

  1. Антагонистическая игра двух лиц с нулевой суммой. Оба игрока действуют, исходя из необходимости максимальной/минимальной вероятности защиты объекта.
  2. Модель с ненулевой суммой, основанная на том, что у каждого из игроков имеются собственные критерии для принятия решения. У сил защиты – максимум защиты объекта нападения, а у сил нападения – максимальное число оставшихся в живых, то есть минимум потерь.
  3. Модель иррационального поведения. Основана на том, что как для сил нападения, так и для сил защиты важен не только максимум собственного критерия эффективности (например, вероятность защиты объекта), но и минимальный критерий эффективности противника.

На выходе у всех моделей имеются:

  • оптимальные вероятности применения элементарных стратегий, улучшения по одному аспекту;
  • цена игры (математическое ожидание выигрыша).

Полученные результаты позволяют синтезировать комплексные стратегии стороны защиты (на основе элементарных стратегий), которые также "обсчитываются" на имитационной модели, а с помощью игровых моделей проверяется их эффективность.


На выходе мы имеем решение задачи оптимизации выбора стратегии со стороны сил защиты важных государственных объектов (ВГО) методом интеграции имитационного моделирования, теории игр, линейного программирования.

Таким образом, разработан алгоритм поиска выбора наиболее приемлемого варианта сил защиты ВГО с разными критериями, который включает сбор исходных данных для имитационной модели, получение статистических данных на выходе, использование методов теории игр, применение программного обеспечения Simplex Win 3.1. и GambitNew. Решением является наиболее приемлемая стратегия сил защиты объекта.

Данная методика создается для информационно-аналитической поддержки решений в системе управления подразделениями, частями и соединениями по охране важных государственных объектов. Развитие этого направления представляется очень перспективным, тем более в интеграции.

Опубликовано: Каталог "Системы безопасности"-2017
Посещений: 4626

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций