2015-10-13
956
Тенденции современного развития систем безопасности неразрывно связаны с процессами широкой автоматизации и интеграции, которые касаются не только систем безопасности, но и всех остальных систем, предназначенных для автоматизации управления жизнеобеспечением и функционированием жилого здания, офиса, предприятия или любого другого объекта [Серебренников Е.А., 2001]. Логическим развитием такой интеграции явилось создание ИСБ с широкими функциональными возможностями, позволяющими автоматизировать управление инженерными системами здания или объекта на основе исключения диспетчера как объекта, принимающего решения со всеми вытекающими последствиями [Абрамова В.В., 1989]. Основой подобных ИСБ служит единая аппаратно-программная платформа, представляющая собой автоматизированную систему управления (АСУ) с многоуровневой сетевой структурой, имеющую общий центр управления на базе локальной компьютерной сети и содержащую линии коммуникаций, контроллеры приема информации, управляющие контроллеры и другие периферийные устройства, предназначенные для сбора и обработки информации от различных датчиков (в том числе от извещателей пожарной и охранной сигнализации), а также для управления различными средствами автоматизации (оповещение, противопожарная автоматика и пожаротушение, инженерные системы и т.д.).
ИСБ представляют собой автоматизированную систему управления, обеспечивающую управление безопасностью различных объектов (жилых и офисных зданий, предприятий, комплексов сооружений и т.д.), следовательно, на нее в полной мере распространяются положения «Комплекса стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы». Например, ГОСТ 34.003 «Автоматизированные системы. Термины и определения» устанавливает следующие общие понятия.
Современные ИСБ строятся на основе иерархической сетевой структуры, в которую входят компьютерные сети, а также локальные сети различного уровня сложности специальных вычислительных устройств – контроллеров (рис 3).
Рис. 3 Обобщенная структура ИСБ.
В ней можно выделить четыре уровня сетевого взаимодействия. Первый (верхний) уровень представляет собой компьютерную сеть типа клиент/сервер на основе сети Ethernet, с протоколом обмена TCP/IP и с использованием сетевых операционных систем. Этот уровень обеспечивает связь между сервером и рабочими станциями операторов. Для небольших объектов возможно использование для управления ИСБ одного компьютера. На верхнем уровне также обеспечивается связь и управление удаленными объектами. Современные возможности компьютерных сетей позволяют передавать информацию по различным каналам связи, тем самым на основе ИСБ можно создавать системы мониторинга безопасности удаленных объектов.
Второй уровень сетевого взаимодействия – это уровень локальных контроллеров как основных компонентов управления ИСБ. Каждый локальный контроллер должен обеспечивать выполнение основных функций в своей зоне контроля, даже при нарушении связи с верхним уровнем ИСБ. Связь между вторым и верхним уровнем (вертикальный уровень связи) может обеспечиваться через один из сетевых контроллеров, посредством подключения его к серверу ПО АРМ ИСБ через стандартный порт ПЭВМ. В контроллерах некоторых ИСБ возможен прямой выход на первый уровень в протоколе TCP/IP.
Третий уровень сетевого взаимодействия – это уровень адресных сетевых устройств, которые подключаются к каждому контроллеру второго уровня. Здесь, как правило, применяется интерфейс RS485. Количество сетевых устройств, подключаемых к одному контроллеру, может быть до 256. Номенклатура адресных сетевых устройств достаточно разнообразна, от простых расширителей для подключения радиальных ШС до сложных контроллеров третьего уровня, например, устройств управления пожаротушением или модулей подключения адресно-аналоговах пожарных извещателей.
Четвертый уровень – извещатели и оповещатели (ОПС), считыватели и исполнительные устройства СКУД, датчики и устройства управления технологическим оборудованием и др.. Здесь, как правило, применяются нестандартные специализированные интерфейсы и протоколы.
Технические возможности ИСБ позволяют определить дальнейшие перспективы их развития – интеграция с другими системами автоматизации и расширение видов и количества угроз, защита от которых обеспечивается с помощью ИСБ.
Тенденция дальнейшей интеграции – это объединение ИСБ с системами автоматизации и управления инженерными системами здания или объекта на уровне понятия «интеллектуальное здание». В настоящее время понимают, что интеллектуальное здание - это комплекс проектных, организационных, инженерно-технических, программных решений, направленных на создание единой информационно-управляющей инфраструктуры, обеспечивающей гибкую и эффективную технологию обслуживания здания (объекта) и наиболее полно отвечающую потребностям его владельцев и соблюдением современных требований обеспечения безопасности /найдите в интернете журнал «ПБ в строительстве», найдите по оглавлению 2 статьи про ИЗ и дайте ссылку в этом месте по 2 источникам/.
Основное назначение системы «интеллектуального здания»: обеспечение эффективности функционирования всех инженерно-технических систем, энергосбережение, предотвращение, обнаружение и оперативное устранение любых экстремальных ситуаций, возникающих в процессе эксплуатации здания, максимально снижая последствия возможного урона.
Термин «интеллектуального здания» в большей части используется применительно к жилым и офисным зданиям. Взаимосвязь с системами жизнеобеспечения, в этом случае позволяет эффективно и экономично выполнять функциональные задачи. Такие системы по своей сути представляют собой полноценные автоматизированные системы управления функционированием, жизнеобеспечением и безопасностью объекта.
Важнейшую роль при создании системы играет процесс проектирования, так как на этапе проектирования закладываются все необходимые качественные характеристики системы. При проектировании важным вопросом является выбор технических средств ИСБ, из которых будет создаваться система.
ИСБ в любом случае представляет собой сложную техническую систему и для её установки требуется подборка различного оборудование, как по функциональному назначению, так и оборудование разных производителей. Так же при этом всегда встает задача совместимости оборудования.
Известны несколько способов интеграции систем безопасности, а именно:
1) интеграция на проектном уровне – объединение разнородного оборудования, специально не предназначенного для построения ИСБ;
2) интеграция на программном уровне – объединение оборудования разных производителей, на базе специально разработанного для интеграции программного продукта и управления системой на базе ПЭВМ общего назначения или ЛВС ПЭВМ;
3) интеграция на аппаратно-программном уровне – объединение оборудования и программного продукта единого производителя и управления системой на базе ПЭВМ;
4) интеграция на аппаратном уровне – объединение оборудования и программного продукта единого производителя и управления системой без использования ПЭВМ,но тем самым основываться на специализированные высокопроизводительные контроллеры и ЛВС.
Интеграция на проектном уровне производится на этапе проектирования системы для каждого конкретного объекта. Работа проводится проектно-монтажными фирмами, которые именуют себя «системными интеграторами». Как правило, в этом случае, применяются разнородные подсистемы (продукция) различных производителей, не предназначенные специально для взаимной интеграции. Объединение (интеграция) этих систем осуществляется путем установки оборудования управления подсистемами в общем помещении – центральном пункте управления. Взаимодействие между подсистемами осуществляется на уровне операторов подсистем, то есть без автоматизации. Очевидно, что его нельзя считать в настоящее время перспективным, хотя имеется ряд фирм, которые предлагают свои готовые и проверенные проектные решения.Оптимальным подходом в этом случае, следует считать разработанную фирмой – проектировщиком собственную проектную методологию построения систем.
Интеграция на программном уровне. В этом случае роль объединения подсистем играет специальное программное обеспечение (СПО) – программный пакет, разработанный и поставляемый как самостоятельный продукт. Такое СПО предназначенное для функционирования в аппаратной среде, локальной сети ПЭВМ общего назначения, которая представляет собой верхний уровень ИСБ. Сопряжение с аппаратной частью подсистем нижнего уровня осуществляется с помощью программ-драйверов, разрабатываемых специально для поддержки конкретных средств других производителей. Связь с аппаратными средствами осуществляется с помощью стандартных портов ПЭВМ.
Интеграция на аппаратно-программном уровне. В этом случае аппаратные и программные средства разрабатываются в рамках единой системы. Это позволяет достигнуть оптимальных характеристик, так как вся разработка сосредоточена, как правило, в одних руках и система как законченный продукт поставляется с полной гарантией производителя. В данном случае основой для построения ИСБ служит продукт серийного производства – комплекс (набор) аппаратно-программных средств, которые обладают технической, информационной, программной и эксплуатационной совместимостью. Задача проектировщика при выборе аппаратно-программной платформы интеграции заключается в адаптации комплекса для конкретного объекта. Эта задача может быть еще более оптимизирована, если разработчик комплекса аппаратно-программных средств для построения ИСБ предлагает набор типовых проектных решений. При этом возможно также получить оптимальные технико-экономические показатели.
Общим недостатком приведенных выше способов интеграции является использование на верхнем уровне управления ИСБ персональных компьютеров общего назначения. Известно, что ПЭВМ и базовое ПО общего назначения (операционные системы, системы управления базами данных и др.) предназначены, в основном для офисного и бытового применения. Они обладают излишней функциональностью и недостаточной надежностью для решения задач автоматизации. Для использования в ИСБ необходимо применять специализированные промышленные ПЭВМ и соответствующее специализированное базовое ПО. Однако стоимость такого решения существенно выше.
Аппаратная платформа интеграции. Относительно новое направление развития принципов построения ИСБ. При разработке данного направления реализована задача по устранению общего недостатка других методов интеграции, то есть отказ от использования в ИСБ на всех уровнях ПЭВМ общего назначения. Аппаратный способ интеграции достигается на основе оборудования без участия ПЭВМ, что обеспечивает максимальную надежность и быстродействие системы. Для замены ПЭВМ в составе ИСБ на верхнем уровне управления используется специально разработанный для этой цели универсальный контроллер с высокими вычислительными возможностями. Такой контроллер может служить основой для создания интегрированных систем комплексной безопасности и жизнеобеспечения. Особенность аппаратной платформы заключается в том, что все элементы интегрированной системы безопасности, включая функционал верхнего уровня (АРМ оператора), реализованы в одном приборе по технологии System In Box.
Прибор должен обеспечивать непосредственное подключение и реализацию алгоритмов функционирования всех подсистем ИСБ: охранная и пожарная сигнализация, управление исполнительными устройствами, управление пожаротушением, контроль и управление доступом, видеонаблюдение, диспетчеризация и технологический мониторинг.И главное, должна обеспечиваться возможность организации АРМ оператора системы без использования дополнительного компьютера.
Общая структура контроллера для реализации ИСБ на основе аппаратной платформы приведена на рисунке 4.
Рис. 4. Общая структура контроллера для реализации ИСБ на основе аппаратной платформы
Основные требования для реализации универсальной аппаратной платформы ИСБ:
1) мощный контроллер класса System On Chip;
2) работа под управлением ОС Linux, Windows CE или других промышленных высоконадежных и защищенных ОС;
3) размещение системного ПО и прикладного ПО АРМ во встроенной Flash-памяти;
4) подключение внешнего жесткого диска в качестве устройства хранения архива, в том числе и видеоархива;
5) наличие широкого спектра коммуникационных интерфейсов для связи с удаленным центром;
6) возможность организации полноценного графического АРМ оператора без использования компьютера;
7) реализация сложных автономно функционирующих алгоритмов работы ИСБ;
8) низкое энергопотребление, пассивное охлаждение;
9) работа в жестких климатических условиях.
В целом, аппаратная платформа – это технологически перспективный и принципиально важный этап и направление развития комплексных систем безопасности. Сфера ее применения чрезвычайно обширна: от охраны частной собственности (квартиры, дачи, гаража, …) до обеспечения безопасности важнейших государственных объектов особой важности и повышенной опасности.
