Подход к задаче оптимального построения интеграционных связей подсистем комплексной системы безопасности

Журавлев Сергей Павлович,

аспирант Международного университета «Дубна»,

инженер-программист ОАО «Приборный завод «ТЕНЗОР».

Интегрированная, или иначе, комплексная система безопасности (КСБ) объединяет на программно-аппаратном уровне подсистемы безопасности различного функционального назначения,  такие как: система охранной сигнализации, система пожарной сигнализации, система контроля и управления доступом, система охранного телевидения.

В настоящее время существует устойчивая потребность в построении КСБ, состоящих из подсистем безопасности различных производителей. Однако отсутствие стандарта, описывающего правила построения КСБ, признаваемого и используемого всеми производителями КСБ, ориентированность разработчиков современных КСБ на собственные программно-технические решения, и вместе с тем отсутствие формализованных методов, позволяющих производить поиск и построение оптимальных интеграционных связей подсистем КСБ, согласно критерию максимальной эффективности КСБ, – всё это не позволяет строить эффективные КСБ, состоящие из подсистем безопасности различных производителей. Под эффективностью КСБ понимают способность системы противостоять несанкционированным действиям нарушителя в рамках проектной угрозы.

В [1] автором предложен метод поиска интеграционных связей подсистем КСБ, в основе которого лежит метод структурного анализа [2].

Перечислим основные шаги предложенного метода:

§           проводим структурный анализ подсистем, выделяем в них потоки данных и процессы, определяем возможные точки интеграции;

§           рассматриваем все возможные связи выходных потоков данных одной подсистемы с процессами другой подсистемы;

§           отбрасывает несущественные или не имеющие смысла связи;

§           в оставшихся связях определяем способ интеграции – «приведение сущностей» или «инкапсуляция компонент».

Отметим, что данный метод позволяет выявить все возможные интеграционные связи для заданного множества построенных, согласно методологии DFD (Data Flow Diagrams – диаграммы потоков данных), функциональных моделей подсистем КСБ. Тем не менее, метод не затрагивает вопросы оптимального выбора интеграционных связей, согласно критерию максимальной итоговой эффективности КСБ.

Предложим метод оптимального выбора интеграционных связей подсистем КСБ, согласно критерию максимальной эффективности КСБ.

Прежде всего, необходимо рассмотреть перечень методов, позволяющих производить оценку эффективности КСБ. Существует несколько методических подходов к оценке эффективности КСБ [3]. Рассмотрим следующие из них:

§                     Детерминистический подход – связан с заданием и последующей проверкой обязательных требований, содержащихся в ведомственных руководящих документах, техническом задании на проектирование, рабочем проекте.

§                     Методы многокритериальной оптимизации – основой методов является агрегирование информации о частных показателях качества. Среди них выделяют, в частности, методы лексикографического упорядочивания, итерационные методы предпочтительного выбора и аксиоматический подход с использованием теории полезности.

§                     Методы логико-вероятностного моделирования – позволяют получить количественную оценку степени риска и уровня защищенности людей и имущества на охраняемом объекте. Модель функционирования КСБ, согласно данному методу, представляется как формализованный сценарий развития опасности.

§                     Вероятностно-временной анализ – базируется на предположениях о случайности и независимости временных параметров в системе «охрана-нарушитель». Эффективность здесь понимается как вероятность пресечения несанкционированных действий нарушителя. Методы реализуются, как правило, с помощью имитационного моделирования.

Для решения задачи оптимального выбора интеграционных связей подсистем КСБ, согласно критерию максимума эффективности КСБ, применим метод логико-вероятностного моделирования. Модель функционирования КСБ, согласно данному методу, представляется как формализованный сценарий развития опасности. Сценарий строится в виде графа типа «дерево» и содержит события трех видов: инициирующие, промежуточные, конечное.

Терминальными узлами дерева являются инициирующие события (ИС), для которых можно достоверно оценить вероятность их возникновения. Инициирующие события описывают внешние воздействия на систему, такие,  например, как преодоление нарушителем периметра объекта или имитация процедуры идентификации на контрольно-пропускном пункте.

Промежуточные события образуются путем логической комбинации двух или более событий посредством операций:

§                     конъюнкции событий – событие на выходе наступает только при наличии событий на обоих входах;

§                     дизъюнкции событий – событие на выходе наступает при наличии хотя бы одного события на одном из входов.

Конечное событие описывает наиболее опасное состояние системы: например, проникновение нарушителя на охраняемый объект.

Под эффективностью КСБ при этом понимается вероятность нахождения системы в безопасном состоянии в рамках построенного сценария развития опасности.

Опишем основные шаги предлагаемого метода выбора оптимальных интеграционных связей подсистем КСБ.

Строится сценарий развития опасности для полностью несвязанных подсистем. Вслед за этим производится выбор множества инициирующих событий , оказывающих наибольшее влияние на изменение вероятности конечного события, согласно следующему критерию:

,

где:  – вероятность i-го ИС;  – вероятность i-го ИС в построенном дереве опасности;            P – вероятность конечного события;  – порог изменения вероятности конечного события.

Для каждой из выявленных, согласно методу [1], интеграционных связей проводится анализ того, каким образом данная связь может повлиять на величину вероятности каждого из выбранных инициирующих событий . В случае, если связь оказывает влияние, этот факт отражается в структуре дерева опасности посредством замены узла соответствующего инициирующего события на некоторую логическую структуру, выходная вероятность которой меньше вероятности инициирующего события.

Применение описанных выше действий для каждой интеграционной связи приводит к минимизации вероятности конечного события P, и, как следствие, – к максимизации эффективности КСБ (обозначим ее как E), определяемой как .

Таким образом, предложенный в [1] метод поиска интеграционных связей и рассмотренный в данной статье метод выбора оптимальных связей в совокупности решают задачу построения эффективной КСБ. Предложенные методы успешно применяются в КСБ, производимых ОАО «Приборный завод «ТЕНЗОР», г. Дубна. Их применение позволило существенно сократить расходы и сроки работ по интеграции подсистем КСБ, внести ясность в сам процесс интеграции.

Литература.

1.                   Журавлев С.П., Журавлев П.П. Структурно-интерфейсный подход к интеграции систем и его применение при построении интегрированной системы безопасности // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. – 2008. – № 9 – c.  47-56.

2.                   Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ. – М.: ЛОРИ, – 1996.

3.                   Панин О.А. Анализ эффективности интегрированных систем безопасности: принципы, критерии, методы // Системы безопасности. – 2006. –  №2.

Поступила в редакцию 09.10.2008 г.