МЕТОДИКА  ОЦЕНКИ  УСТОЙЧИВОСТИ  СИСТЕМЫ  ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Михеев  Виталий  Викторович

канд.  физ.-мат..  наук,  доцент  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

E-mail: 

1.  Постановка  задачи

Особое  положение  в  построении  комплексной  системы  защиты  объектов  информатизации  занимает  обеспечение  физической  защиты  и  построении  системы  контроля  и  управления  доступом  [1].  Система  видеонаблюдения  при  этом  является  одой  из  ключевых  подсистем,  в  особенности,  если  речь  идет  об  обеспечении  безопасности  контролируемой  зоны,  расположенной  вне  здания,  представляющего  объект  защиты.  В  связи  с  этим  задачи  обеспечения  надежности  и  устойчивости  систем  видеонаблюдения  приобретают  в  указанных  ситуациях  особую  важность.

Традиционно  при  рассмотрении  систем  видеонаблюдения  оцениваются  в  первую  очередь  надёжность  при  воздействии  внешних  дестабилизирующих  факторов,  как  правило,  сильных  широкополосных  электромагнитных  импульсов.  Эти  импульсы  могут  оказать  влияние  на  нормальную  работу  системы  видеозаписи,  контроля  передвижения  и  прочих  электронных  компонент,  чувствительных  к  электромагнитным  полям.

Однако,  с  точки  зрения  оценки  возможности  проникновения  через  зону,  охваченную  системой  наблюдения,  большую  ценность  имеют  оценки  устойчивости  системы  при  выходе  из  строя  одной  или  нескольких  камер  или  изменения  конфигурации  или  ориентации  камер  системы.  Для  этого  требуется  как  специальное  моделирование  контролируемой  зоны,  позволяющее  формализовать  процесс  проникновения  к  защищаемому  объекту,  так  и  построение  модели  нарушителя  для  оценки  его  возможности  преодоления  области,  доступной  системе  видеонаблюдения.

2.  Моделирование  контролируемой  зоны  и  траекторий  нарушителя

В  качестве  объекта  исследования  выступает  двумерная  область,  в  том  числе  и  произвольного  рельефа,  вокруг  защищаемого  здания  (объекта  информатизации),  ограниченная  с  одной  стороны  периметром  здания,  а  с  внешней  границей  контролируемой  зоны.

Будем  считать  траекторией,  по  которой  возможно  проникновение  нарушителя,  кривую,  начальная  точка  которой  лежит  на  внешнем  периметре,  а  конечная  на  внутреннем.  Те  из  возможных  траекторий,  которые  целиком  или  частично  находятся  в  области,  неохваченной  полем  зрения  камер  системы  видеонаблюдения,  будем  считать  опасными. 

Рассмотрение  всех  возможных  непрерывных  траекторий  весьма  затруднительно,  поскольку  их  множество  бесконечно.

Таким  образом,  необходим  переход  к  дискретным  структурам,  моделирующим  территорию  и  позволяющим  оценивать  длину  путей,  время  их  преодоление  нарушителем  и  вероятность  преодоления.

Для  этого  проведем  триангуляцию  территории  следующим  образом.  В  качестве  элементарного  участка  поверхности  выберем  равносторонний  треугольник  размера,  соответствующего  габаритам  человеческого  тела  —  со  стороной  м.  Разбиение  производится  семействами  параллельных  прямых,  пересекающихся  под  углом  60  ⁰.  Координатами  -го  треугольника    будем  считать  координаты  точки  его  центра  тяжести  .  Такая  триангуляция  поверхности,  естественно,  не  единственное  из  возможных  разбиений,  однако  она  позволяет  сохранять  треугольную  форму  элементов  разбиения,  в  том  числе  и  для  тех  из  них,  что  не  являются  внутренними,  рассекаются  границами  области. 

Полученные  точки    будем  считать  вершинами  графа  ,  моделирующего  область  наблюдения.  Нас  интересуют  те  пути  в  графе,  которые  соответствуют  опасным  траекториям,  причем,  в  отличие  от  непрерывных  траекторий,  число  этих  путей  конечно.  Длину  каждого  из  этих  путей  несложно  найти  как 

,

здесь  первый  индекс  нумерует  пути,  пробегает  номера  ребер,  принадлежащие  пути.  Алгоритмы  нахождения  путей  в  графе  известны  [3].  Время  преодоления  предполагаемым  нарушителем  опасного  пути  определим  как 

.

Эта  величина  учитывает  возможное  различие  в  скоростях  передвижения  нарушителя  в  зависимости  от  расположения  ребра,  определяемое  рельефом  местности,  характеристиками  поверхности,  временем  суток. 

Определим  функцию    на  ребре  графа,  которая  принимает  значение  1,  если  ребро  связывает  вершины  принадлежащие  области,  охваченной  системой  видеонаблюдения,  0,5,  если  связываются  «засвеченная»  вершина  с  «незасвеченной»  и  0,  если  вершина  не  «засвечена»,  а  параметр  -  время,  отвечающей  ситуации  переменной  конфигурации  системы  видеонаблюдения,  например  в  случае  сканирующих  камер  или  переменной  освещенности.  Для  опасного  пути  должно  выполняться  условие

,

хотя  бы  в  некоторые  моменты  времени.  Для  стационарной  конфигурации  системы  видеонаблюдения  .

3.  Оценка  вероятности  преодоления  потенциально  опасного  пути

Проведем  оценку  возможности  преодоления  нарушителем  опасного  пути  с  точки  зрения  вероятностного  подхода.  Оценим  среднее  число  вершин  снизу  на  пути  как  ,  где    —  среднее  расстояние  между  границами,  для  реальных  объектов  . 

Для  ребра  с    определим  вероятность  незаметного  преодоления  нарушителем  как  ,  а  вероятность  быть  замеченным  .  Вероятности  для  ребер  с    будем  описывать  отдельно  для  перехода  «засвеченная-незасвеченная  вершина»  как    и  для  перехода  «незасвеченная-засвеченная  вершина»  как  .  Вероятность  для  ребра  с  обозначим.

Положим,  что  опасная  траектория  реализуется  тогда  и  только  тогда,  когда  реализуется  незаметный  переход  по  всем  ребрам  графа,  принадлежащим  этому  пути.

Вычислим  вероятность  незаметного  перехода  вдоль  заданного  пути.  Такой  переход  реализуется,  если  все  ребра  пройдены  незаметно

,

здесь  суммирование  ведется  по  всем  вероятностям,  соответствующим  незаметному  преодолению  каждого  из  ребер,  в  зависимости  от  типа  последнего.

Защищенность  системы  может  характеризоваться  допустимым  уровнем  параметра,  определяющего  уровень  реализации  заданной  угрозы  безопасности  системы.  В  настоящей  работе  в  качестве  этого  параметра  будет  выступать  вероятность  преодоления  области,  охваченной  системой  видеонаблюдения,  нарушителем.  Условием,  определяющим  угрозу  проникновения,  как  актуальную,  будет  превышение  смоделированной  вероятности  над  допустимой  для  заданного  пути:

.

Если  среди  найденных  опасных  путей  найдутся  такие,  для  которых  выполняется  последнее  условие,  то  угрозу  проникновения  можно  считать  актуальной. 

Предложенную  методику  возможно  использовать  как  для  оценки  существующих  систем  видеонаблюдения,  так  и  для  анализа  устойчивости  системы  при  выходе  из  строя  одной  или  нескольких  камер.

Список  литературы:

1.Торокин  А.А.  Инженерно-техническая  защита  информации.  М.:  «Гелиос  АРБ»,  2005  г.  —  960  с.

2.Ольшевский  А.Н.  Разработка  методического  обеспечения  оценки  устойчивости  систем  видеонаблюдения  при  внешних  мощных  электромагнитных  воздействиях:  автореф.  дис….  канд.  техн.  наук/  А.Н.  Ольшевский.  М.,  2007.  —  9  с.

3.Харари  Ф.  Теория  графов.  М.:  «Едиториал  УРСС»,  2003  г.  —  296  с.

4.Мельников  В.П.  Информационная  безопасность  и  защита  информации  :  учеб.  пособие  для  вузов  по  специальности  230201  «Информационные  системы  и  технологии»  /  В.П.  Мельников,  С.А.  Клейменов,  А.М.  Петраков  ;  под  ред.  С.А.  Клейменова.  4-е  изд.,  стер.  М.:  Академия  ,  2009.  —  330  с.