1.5 Постановка задачи дипломного проектирования
Необходимо спроектировать подсистему сбора и регистрации данных о нарушениях периметра склада хранения нефтепродуктов, позволяющую существенно повысить безопасность данного объекта, являющегося объектом повышенной опасности.
В рамках поставленной цели дипломного проектирования необходимо решить следующие задачи:
— анализ предметной области исследования, и определение склада хранения нефтепродуктов как наиболее опасного объекта нефтеперерабатывающего завода, нарушение технологического процесса которого может привести к серьезным экологическим катастрофам;
— анализ систем обеспечения безопасности потенциально опасных объектов и принцип их построения;
— анализ датчиков применяемых для периметральных систем охраны объектов;
— анализ подсистемы регистрации (отображения) информации о нарушении периметра охраняемого объекта;
— разработка структурной схемы подсистемы сбора и регистрации данных о нарушении периметра;
— выбор технических устройств для подсистемы сбора и регистрации данных о нарушении периметра;
— разработка схемы расположения подсистемы сбора и регистрации данных о нарушении периметра на объекте;
— разработка прикладного программного обеспечения.
2. Исследовательская часть
2.1 Обобщенная структурная схема построения подсистемы сбора, обработки и регистрации информации
Под системой сбора, обработки и регистрации информации (ССОИ) понимается совокупность аппаратно — программных средств, предназначенных для сбора, обработки, регистрации, передачи и представления оператору информации от средств обнаружения, для управления дистанционно управляемыми устройствами (телекамеры, освещение и т.п.), а также для контроля работоспособности как средств обнаружения, дистанционно управляемых устройств и каналов передачи, так и работоспособности собственных составных элементов.
Структура ССОИ в общем виде представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 — Обобщенная структурная схема построения ССОИ
Система сбора и отображения данных о тревоге подразделяется на несколько подсистем: передачи данных, контроля и обеспечения безопасности линий связи, обработки информации, управления и отображения, оценки, автономного оборудования.
Подсистема передачи данных обеспечивает их транспортировку из одного места в другое, конкретно от датчиков до персональных компьютеров. Цель системы контроля заключается в обнаружении несанкционированного доступа к защищенным линиям связи. Подсистема обработки информации выполняет функции моделирования состояния датчиков в реальном масштабе времени. Управление и отображение данных — способствовать быстрой оценке тревог.
2.1.1 Классификация ССОИ
ССОИ классифицируются по следующим признакам:
— назначение;
— структура построения;
— энергообеспечение;
— степень защиты линии сигнализации от обходов;
— обеспечение контроля работоспособности аппаратуры;
— методы отображения информации;
— обеспечение регистрации информации;
— возможность управления внешними устройствами;
— обеспечение возможности информационного обмена с другими системами (системами контроля доступа, системами телевизионного наблюдения и т.п.) с помощью стандартных интерфейсов.
По назначению ССОИ бывают для охраны народнохозяйственных объектов или объектов специального назначения (особо важных, особо режимных и т.п.). Далее системы делятся на камуфлированные (например, под технические средства бытового назначения) и некамуфлированные (стационарная пультовая аппаратура). По признаку условия окружающей среды ССОИ предназначены для работы: на открытом воздухе; в неотапливаемых помещениях; в отапливаемых помещениях. По признаку мобильности бывают мобильные и стационарные.
По структуре построения различаются по следующим признакам: в зависимости от структуры могут быть с радиальной (лучевой), с петлевой (кольцевой), шлейфовой (магистральной) и с древовидной. По количеству каналов сигнализации бывают: малой емкости — количество каналов от 1 до 16; средней емкости — количество каналов от 16 до 64; большой емкости — количество каналов более 64. В зависимости от способа подключения средств обнаружения (СО) ССОИ различаются: с непосредственным подключением СО к каналу сигнализации; с подключением СО к каналам сигнализации посредством концентратора; с адресными СО. По типу используемых линий связи бывают: с проводными линиями связи; с радиоканалами связи; с оптово — волоконными каналами; со спецканалами связи (ультразвуковыми, инфракрасными и т.п.)
По энергообеспечению различаются по следующим признакам: вид электропитания: с сетевым электропитанием; с автономным электропитанием.
По степени защиты линий сигнализации: с низкой степенью защиты; со средней степенью защиты; с высокой степенью защиты.
По способам контроля работоспособности разделяют с полным, автоматическим и автоматизированным.
По методам отображения информации ССОИ бывают с параллельным отображением, с комбинированным отображением, с последовательным. С обеспечением регистрации информации и без регистрации. С возможностью управления внешними устройствами.
2.1.2 Функции ССОИ в составе комплекса технических средств охранной сигнализации
По мере совершенствования тактики охраны, развития элементной базы и информационных компьютерных технологий основными функциями ССОИ стали:
— сбор информации о состоянии средств обнаружения;
— логическая обработка поступающей информации;
— визуальное и звуковое отображение сигнализационной информации;
— управление режимами работы каналов сигнализации;
— контроль несения дозорной службы;
— обеспечение электропитанием СО и периферийных устройств;
— автоматический контроль за работоспособностью СО;
— управление внешними устройствами;
— регистрация и хранение в ОЗУ информации о тревожных ситуациях;
— документирование информации;
— обеспечение возможности информационного обмена с другими системами.
Концептуальную схему функционирования ССОИ можно представить на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 — Концептуальная схема функционирования ССОИ
Решающее устройство системы, следуя инструкциям программы функционирования (алгоритму), обрабатывает поток собый с учетом текущих факторов для обеспечения требуемой реакции ССОИ.
2.1.3 Варианты структур построения ССОИ
Структура различных вариантов построения ССОИ определяется способом связи ее станционной части, в состав которой входит: центральный процессор, блок сопряжения, регистрирующие устройства и система электропитания с периферийным оборудованием.
На рисунке 2.3 показаны возможные способы соединения станционной части ССОИ с периферийным оборудованием: радиальное (лучевое) (а), петлевое (кольцевое) (б), магистральное (шлейфовое) (в) и древовидное соединение (г).
На выбор варианта построения ССОИ в первую очередь оказывают влияние следующие факторы:
— качественный и количественный состав обслуживаемых СО и периферийных устройств;
— степень централизации управления ССОИ;
— структурные особенности охраняемых объектов;
— стоимостные и надежностные факторы.
Оптимальным следует считать такую структуру построения ССОИ, для которой при минимальной стоимости аппаратуры, соединительных линий связи и монтажных работ обеспечиваются требуемые значения тактико-технических параметров.
Опыт показывает, что для ССОИ с радиальной структурой неисправности, возникающие в линиях связи, не влияют на качество функционирования системы в целом и имеют следующие основные особенности:
— простота исполнения и технического обслуживания аппаратурной части;
— неисправности, возникающие в линиях связи СО влияют на работоспособность только отдельного канала сигнализации;
— значительный объем и разветвленность кабельных линий.
Для увеличения емкости аппаратуры используется радиальный (лучевой) с концентраторами.
Работоспособность ССОИ с магистральной структурой в большей степени определяется нормальным состоянием линий связи, поскольку возникновение короткого замыкания в линии полностью нарушает работу ССОИ.
Для ССОИ с петлевой структурой возникновение обрыва может привести к падению напряжения электропитания в линиях связи ниже допустимого предела, что приведет к неработоспособности части концентраторов.
Древовидная или смешанная структура ССОИ является комбинацией технических средств, соединенных по радиальной и шлейфовой схемам
В качестве канала передачи данных между станционной аппаратурой и периферийным оборудованием в современных ССОИ используются проводные (кабельные) линии связи. В современных линиях передачи информации находят применение и волоконно — оптические линии связи, которые обладают рядом преимуществ: высокая скрытность передачи данных; высокая скорость передачи данных; высокая помехозащищенность и нечувствительность к электромагнитному излучению; малая масса. Однако стоимость оптоэлектронных узлов ССОИ в настоящее время дороже в
При выборе оптимальной структурной схемы построения необходимо учитывать такие требования как время поиска и устранения неисправностей, надежность линии связи.
а — радиальное (лучевое) соединение; б — петлевое (кольцевое) соединение; в — магистральное (шлейфовое) соединение; г — древовидное соединение.
Рисунок 2.3 — Варианты структур построения ССОИ