автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели и методы оценки пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры

На правах рукописи

Востокова Ольга Валерьевна

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОЖАРНО-ОХРАННОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ УЧРЕЖДЕНИЙ КУЛЬТУРЫ (НА ПРИМЕРЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УЧРЕЖДЕНИЯ КУЛЬТУРЫ «РУССКИЙ МУЗЕЙ»)

05Л3.10 - управление в социальных и экономических системах

4857863

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург -2011

4857863

Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Исаков Сергей Львович кандидат технических наук, профессор Гвоздик Михаил Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Куватов Валерий Ильич кандидат технических наук, профессор Корольков Анатолий Павлович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Защита состоится «29» сентября 2011 г. в 12 часов на заседании совета п< защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205.003.02 при Санкт Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России (196105, Санкт - Петербург, Московский проспект д.149)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургскоп университета Государственной противопожарной службы МЧС России

Автореферат разослан июля 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205.003.02 доктор технических наук, профессор

А.Ю. Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема музейной безопасности очень важная тема для России. Статистика ежегодно фиксирует невосполнимые потери произведений искусства, редких книг, ценных исторических документов. От огня пожаров гибнут шедевры архитектуры, проявления вандализма и хищения художественных ценностей лишают нас и будущие поколения замечательных памятников искусства, истории и культуры. Новая угроза возникла в связи с опасностью террористических актов. События последнего времени подтверждают настоятельную необходимость постоянного внимания к созданию в музеях и других учреждениях культуры эффективных систем безопасности, основанных на современных технологиях новейших технических средств. Обеспечение безопасности музейно-выставочной деятельности обусловлено как объективными, так и субъективными причинами. Построение и внедрение эффективных пожарно-охранных систем безопасности тормозится отсутствием необходимого достаточного бюджетного финансирования, четкой структуры Службы безопасности и укомплектования ее квалифицированными кадрами. В целом это приводит к ошибкам и просчетам в принятии управленческих решений, создании нормативно-технической документации и проектировании системы безопасности.

Возникает необходимость в разработке математической модели и методов оценки системы безопасности учреждений культуры на примере Русского музея. Под системой безопасности, согласно ГОСТ Р 50775 СТА 25.03.02-2004, понимается совокупность трех основных элементов: инженерно-технических средств (системы пожарной и охранной сигнализации, контроля и управления доступом, видеонаблюдения и связи, включая средства вычислительной техники), личного состава сил охраны и организационных мероприятий, предназначенных для обеспечения защиты объекта от возникновения пожаров и несанкционированных действий нарушителей.

Диссертационная работа направлена на: разработку алгоритмов оценки исследуемой системы; разработку моделей описания и оценки эффективности решения поставленных задач; выбор и обоснование критериев оценки эффективности, принятия решения и обработки информации.

Основу исследований составили положения содержащиеся в трудах ученых: Артамонова B.C., Антюхова В.И., Вентцель Е.С., Евграфова В.Г., Колмогорова А.Н., Куватова В.И., Хименко В.И., Ходасевича Г.Б., Щербакова О.В. и других.

Вопросам построения, создания математических моделей функционирования и методов оценки эффективности пожарно-охранных систем безопасности посвяще-

ны работы: Артамонова B.C., Башурова В.В., Бояринцева A.B., Волхонского В.В., Зуева А.Г., Никитина В.В., Ничикова A.B., Таранцева A.A., и других авторов.

Существующие исследования направлены на разработку требований и инструкций по построению систем безопасности особо важных или экологически небезопасных промышленных объектов. Работы, касающиеся учреждений культуры, в основном связаны с задачами описания и построения систем безопасности музеев, но не затрагивают вопросы разработок моделей и методов оценки существующих и вновь проектируемых систем безопасности учреждений культуры. Использующиеся в настоящее время модели и методы оценки эффективности системы безопасности особо важных и экологически небезопасных промышленных объектов нерационально использовать напрямую для учреждений культуры, так как они не учитывают особенностей их функционирования и ведут к избыточности и неоправданной высокой стоимости пожарно-охранной системы безопасности. Следовательно, теоретические и методологические аспекты оценки пожарно-охранных систем безопасности требуют дальнейшей разработки.

Целью исследования является повышение эффективности системы безопасности учреждений культуры.

Научная задача диссертационного исследования посвящена разработке моделей и методов оценки пожарЕЮ-охранной системы безопасности учреждений культуры.

Для достижения поставленной цели решаются следующие частные научные задачи:

1. Анализ существующей системы безопасности Русского музея. Выбор интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

2. Разработка математических моделей, позволяющих получить оценку интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

3. Разработка методики категорирования музея по величине потенциальных угроз.

4. Оценка эффективности существующей пожарно-охранной системы безопасности Русского музея, выбор и обоснование предложений по повышению ее эффективности.

Объект исследования — пожарно-охранная система безопасности Федерального государственного учреждения культуры «Русский музей».

Предмет исследования - математические модели функционирования и методы оценки эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

Исследование проведено в рамках специальности 05.13.10 - управление в социальных и экономических системах паспорта специальностей ВАК (технические науки) и соответствует:

п. 11. «Разработка методов и алгоритмов прогнозирования оценок эффективности, качества и надежности организационных систем».

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, общей теории систем, теории исследования операций.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Интегральный показатель эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

2. Математическая модель функционирования и метод оценки эффективности исследуемой пожарно-охранной системы безопасности.

3. Методика категорирования музея по величине потенциальных угроз.

4. Методика определения уязвимых мест музея и выработка рекомендаций.

Научная новизна результатов диссертационной работы обусловлена: разработкой интегрального показателя пожарно-охранной системы безопасности, на основе анализа угроз характерных для учреждений культуры и учитывающего риски возникновения пожара и несанкционированных действий; предложением математической модели функционирования и метода оценки эффективности пожарно-охранной системы безопасности, позволяющих оценить совокупность работы пожарной и охранной систем безопасности и учитывающих специфические особенности работы учреждений культуры; разработкой методики категорирования объекта по уровню потенциальных потерь, дополнительно учитывающей и культурные потери; разработкой методики определения уязвимых мест, позволяющей произвести оценку степени защищенности учреждений культуры.

Достоверность результатов обеспечивается использованием апробированных методов исследования; верификацией результатов на практике; непротиворечивостью результатов, а также корректностью основных компонентов исследования.

Практическая значимость полученных результатов определяется тем, что они могут использоваться для оценки эффективности пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры различных уровней, что будет способствовать, в целом, повышению степени защищенности посетителей, сотрудников, а также хранящихся культурных ценностей.

Разработанный интегральный показатель пожарно-охранной системы безопасности учитывает свойства, характеристики и параметры пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры.

Предложенная методика категорирования объекта позволяет определить требуемое значение критерия эффективности, то есть, степень, до которой необходимо защищать объект от потенциальных угроз.

Разработанный на основе математической модели функционирования пожар-но-охранной системы безопасности метод оценки эффективности позволяет специалистам по безопасности проводить оценку пожарно-охранной системы безопасности, действующей на их объектах, а также разрабатывать рациональные пути модернизации, для того, чтобы система отвечала предъявленным требованиям.

Результаты исследований, выполненных в диссертации, использовались: при проектировании системы видеонаблюдения территории Михайловского сада и корпуса Бенуа Русского музея, которая поэтапно вводится в эксплуатацию с апреля 2009 года; в проектных разработках ЗАО «НПП «ИСТА-Системс», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Научные результаты, полученные в результате исследования, докладывались на заседаниях кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на международных научно-практических и отраслевых конференциях: международной научно-практической конференции «Проблема взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения», СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Проблемы подготовки кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам», СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы», СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ, а также 6 статьях и докладах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 119 источников. Объем диссертации составляет 153 страницы текста, в том числе 27 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, рассматриваются цели, задачи, объект и предмет исследования, методы исследования, научная новизна и положения, выносимые на защиту, а также апробация и реализация результатов диссертационного исследования.

В первой главе «Анализ предметной области, выявление противоречий, обоснование проблемы и постановка задач исследования» сформулированы основные задачи системы безопасности (СБ) музея и разработана соответствующая этим задачам структура, представляющая собой совокупность инженерно-технических средств, сил охраны и организационных мероприятий, предназначенных для обеспечения защиты объекта:

— обеспечение сохранности всех видов ресурсов: человеческих, культурных, информационных, материальных;

— обеспечение соответствия законодательной и нормативной базы;

— обеспечение непрерывной деятельности музея;

— обеспечение предотвращения нанесения ущерба объекту в результате возможных реализаций угроз.

Произведена классификация угроз музею на рисунке 1 с выделением основных угроз, которые позволяет определить пожарно-охранная система безопасности (ПОСБ).

Показано, что защита объектов и коллекций должна достигаться путем сочетания мер, включающих:

— оснащение объектов музея системой предотвращения пожара, представляющая собой комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение условий возникновения пожара;

— оснащение объектов музея системой противопожарной защиты, являющейся совокупностью организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей, опасных факторов пожара и ограничения материального ущерба от него;

— оснащение объектов музея техническими средствами охраны, обеспечивающими выявление нештатных ситуаций и передачу тревожной информации на пульт наблюдения для вызова служб реагирования;

— инженерно-защитные по обеспечению технической укрепленности с использованием различных конструкционных элементов;

— организационные, определяющие тактику защиты объектов; структуру и численность сотрудников охраны, обеспечивающих на основе нормативных документов контроль за функционированием СБ.

Обоснованы требования, предъявляемые к системе и сформулированы принципы построения СБ, из которых главным является комплексный системный подход, обеспечивающий оптимальное сочетание и взаимодействие всех технических средств и организационных мероприятий, учитывающий специфику функционирования музея.

Рисунок I - Классификация угроз Комплекс технических средств безопасности (КТСБ) является одной из составляющих единой СБ объекта, основу которого составляют системы пожарной сигнализации и пожаротушения, технические средства охраны, система контроля и управления доступом, телевизионная система охраны и наблюдения, а также другие технические средства. На основе анализа связей исследуемой структуры и функций СБ определены требования к КТСБ, как подсистеме СБ. Представлено дерево свойств системы, которое используется для упорядочения свойств КТСБ.

Проведена структуризация СБ с выделением элементов, входящих в ее состав, а также факторы среды, оказывающие влияние на исследуемую систему.

В качестве внешней среды анализируемой СБ приняты факторы, формирующие наиболее вероятные и опасные угрозы, воздействующие на СБ и оказывающие влияние на ее эффективность. Используя процессное представление, были выделены изучаемые функции, выполняемые элементами ПОСБ Русского музея. На

основе функциональной структуры, рисунок 2, представлены основные процессы, протекающие в ПОСБ.

На основе общей теории систем, алгоритм функционирования ПОСБ Русского музея представлен в виде следующего выражения:

У = Р{Х} ъ , (1)

где X - входные воздействия; У - реакция системы; Ъ — начальные условия; Р {X} - алгоритм преобразования входных сигналов в выходные.

Для примера взят алгоритм функционирования системы пожарно-охранной сигнализации (СПОС), так как она является основной системой обеспечения первичных действий СБ по обнаружению очагов возгорания, нарушителей и наиболее развита на объектах учреждений культуры.

В этом случае, для СПОС:

- входные сигналы - это внешние воздействия на устройства контроля состояния объекта (пожарно-охранные извещатели, устройства контроля режимов работы технологического оборудования, состояния системы и т.п.) включенные в шлейфы;

- выходные сигналы - это реакция системы на изменения ее состояния (включение средств оповещения, различных исполнительных устройств и т.д.);

- начальные условия - состояние устройств управления на данный момент и исходная программная конфигурация системы.

При реализации своих задач, как у любой сложной системы, существует ряд противоречий, применительно к ПОСБ:

- высокая стоимость объектов хранения входит в противоречие со слабой обоснованностью выбора СПОС, отсутствием методов обоснования выбора структуры и принципов построения КТСБ учреждений культуры;

- обилие предлагаемых па рынке СПОС противоречит отсутствием методов оценки обоснованности выбора правильного решения;

- отсутствие каких-либо апробированных методов и методик по оценке качества ПОСБ действующих на объектах культуры.

Проведен анализ современного состояния методов оценки качества ПОСБ. За основу взято разработанное международное семейство стандартов ИСО 9000, целью которых является обеспечение функционирования эффективных систем управления качеством. Результаты оценки качества ПОСБ предполагается использовать в трех основных направлениях: при выборе ПОСБ, для управления качеством при проектировании и разработке ПОСБ и при их сертификации.

Рисунок 2 - Процесс функционирования ПОСБ Русского музея

Рассмотрены и описаны основные практические методы оценки эффективности СБ: административно-сверочный, функциональный и математическое моделирование. По каждому из указанных методов определены их достоинства и недостатки. Приведен обзор применяемых в настоящее время компьютерных моделей оценки эффективности СБ важных объектов (военные, атомные электростанции, нефтегазового комплекса, промышленные): ASSESS (США), EASI (США), СПРУТ (НПП «ИСТА», Россия), ВЕГА-2 (ФГУП «СНПО «Элерон», Россия).

Для оценки пожарной опасности приведен метод точечных схем, разработанный сотрудником Швейцарской ассоциации пожарной профилактики М. Гретене-ром. Метод заключается в учете количественных характеристик факторов, наличие которых в здании повышает его пожарную опасность, а с другой стороны, элементов системы пожарной безопасности, снижающих его пожарную опасность. По методу Гретенера можно получать безразмерные оценки пожарного риска для ранжирования объектов по уровню пожарной опасности.

В ряде случаев, когда нет возможности разрабатывать аналитические модели и получать репрезентативные статистические данные, используется метод экспертных оценок. Этот метод используется: для ранжирования показателей по степени их важности; для оценки относительной важности показателей в смысле влияния их на показатель эффективности более высокого уровня иерархии; для оценки численного значения показателей.

Оценка относительной эффективности технической системы включает решение двух последних задач. Одним из наиболее приемлемых методов решения этих задач является метод анализа иерархий.

Приведенные модели и методы оценки качества и эффективности в основном позволяют оценить только системы по отдельности, либо систему пожарной сигнализации, либо систему охранной сигнализации. Программные комплексы позволяют оценить эффективность СБ только для узкого круга объектов, а именно потенциально опасных (ядерных, военных, промышленных) и не учитывают совокупность специфических особенностей учреждений культуры.

Осуществлена постановка задачи исследования.

Во второй главе «Интегральный показатель эффективности пожарно-охранных систем безопасности музея и методы его применения» в соответствии с ГОСТ Р 50775 СТА 25.03.02-204 эффективность комплексной системы безопасности объекта оценивается значением допустимой степени риска за период времени t рассчитываемой по формуле (2):

Risk(t)=l-f\R(X), (2)

В соответствии с классификацией угроз (рисунок 1), в качестве вероятностей выполнения целевой задачи относительно контролируемых параметров пожарно-охранной системы безопасности можно подразделить на: вероятность угрозы возникновения пожара, вероятность угрозы хищения, вероятность террористической угрозы. Анализ приведенных угроз позволяет сделать вывод, что для существующей ПОСБ угрозы могут быть сведены к угрозам возникновения пожара и несанкционированных действий (НСД).

^БЕЗ ' ^ПО Ж ) 1 ( 3 )

Исследования показывают, что Рпсд, Рпож нельзя считать полностью независимыми, так как возможны случаи, когда НСД могут прикрываться возгораниями, что приводит к невозможности простого перемножения данных вероятностей. В работе функция / находится с помощью метода анализа иерархии, а Рисд и Рпож определяются по соответствующим приведенным в работе методам.

Для вычисления Рпож уточним содержание этой вероятности. Исходя из назначения ПОСБ, Рпож может быть интерпретирована, как вероятность верификации возгорания за время не более заданного. Для расчета указанной вероятности разработана имитационная модель описывающая функционирование ПОСБ и личного состава дежурной смены с момента возгорания до момента окончательной верификации возгорания дежурным пожарной части (ПЧ) 81.

Схема моделируемых действий при верификации возгорания в помещениях музея приведена на рисунке 3 , где: 1 - первичное определение возгорания техническими средствами пожарной сигнализации; 2 - принятие решения на посту ПЧ 81; 3- принятие решения дежурным администратором Службы безопасности; 4 — передвижение пожарного; 5 - передвижение милиционера; 6- передвижение дежурного сотрудника Службы безопасности; 7 — совместное передвижение; 8 -визуальная верификация; 9 - передача вызова в ПЧ 17.

Значение параметров для элементов имитационной модели получены экспериментально для элементов 4, 5, 6, 7 и путем экспертных оценок для остальных 1, 2, 8, 9. Полученные в ходе имитационного эксперимента вероятностно временные характеристики процесса верификации возгорания для каждого из помещений музея используются для расчета РБЕЗ.

в помещениях музея

Результат моделирования для одного из помещений (помещение Фонда № 10) в виде интегральной функции распределения времени верификации приведен на рисунке 4.

Уточним содержание Рнсд, исходя из назначения ПОСБ данная вероятность выполнения охранной составляющей своей целевой задачи - верификации НСД. В этом случае, Рнсд рассматривается как совокупность событий обнаружения нарушителя, его задержки при продвижении к цели.

При таком подходе вероятность пресечения несанкционированных действий нарушителей Рнсд, зависит от:

- вероятности обнаружения нарушителей, которая определяется характеристиками технических средств обнаружения и возможностями сил охраны (Р0);

- вероятности задержки нарушителей на время не менее заданного, на физических барьерах и других участках маршрута (Р3);

Рисд как показатель эффективности охранной составляющей ПОСБ музея, определяется произведением вероятностей независимых событий Р0, Р3.

Рисунок 4 - Плотность распределения времени верификации пожара.

Результаты имитационного эксперимента по помещению №10 При определении Рисд, независимость событий представим в виде системы

уравнений (4):

\Р(А)=Р

1 (4)

P(R\A)=P, '

где Р(А) — вероятность получения силами охраны сигнала тревоги, P(R/A) - вероятность развертывания сил охраны в точке перехвата при условии приема сигнала тревоги.

Вероятность верификации сигнала тревоги системы охранной сигнализации (СОС) представлено в следующем виде:

РНСД=Р(А)-Р(Я\А), (5)

При разработке модели функционирования охранной составляющей ПОСБ музея за основу взята модель EASI (Estimate of Adversary Sequence Interruption -оценка вероятности прерывания последовательности действий нарушителей) и применен подход, при котором рассматриваются возможные маршруты продвижения нарушителей на объекте и способность системы обнаружить действия нарушителей на этих маршрутах. Элементами маршрута являются физические барьеры, участки открытой местности, помещения, оборудованные и необорудованные средствами обнаружения. Преодоление каждого элемента маршрута в модели характеризуется временем преодоления и вероятностью обнаружения нарушителей.

При поступлении сигнала тревоги СОС, силы охраны выполняют действия по его верификации за время не более заданного.

Значения вероятности обнаружения и времени задержки на рубеже защиты зависит от характеристик средств охраны и способов их преодоления. Действия сил охраны при моделировании характеризуются вероятностно-временными характеристиками — временем развертывания с учетом времени оценки тревожной ситуации и времени связи.

Предложен подход, когда в качестве показателя эффективности СОС ПОСБ используется вероятность верификации НСД нарушителей при передвижении по маршруту, обеспечивающему им максимальную вероятность успеха. В ходе моделирования осуществляется поиск наиболее опасного маршрута нарушителей, на котором вероятность успеха имеет наибольшее значение. Если значение Р!!СД для

этого маршрута не менее заданного, установленного исходя из назначенной категории объекта, то считается, что СОС ПОСБ удовлетворяет требованиям. В противном случае, определяются причины недостаточной эффективности и вырабатываются меры по модернизации инженерно-технических средств защиты или совершенствованию организации применения сил и средств охраны.

На основе математической модели функционирования охранной составляющей ПОСБ разработан метод оценки эффективности действующей СОС Русского музея. Вероятность верификации НСД нарушителей определяется по формуле (5). Вероятность Р(А) получения силами охраны сигнала тревоги определяется по формуле (6):

Р(Л)=Р фг) • Р(С), (6)

где Р(Ог) - вероятность обнаружения нарушителей техническими средствами охраны, зависящей от числа г рубежей охраны; Р(С) - вероятность установления связи системы обнаружения с силами ответного действия, которая определяется паспортными данными на применяемые изделия.

Формула для расчета вероятности обнаружения имеет вид:

Рф,)=1-(\(1-Р6н1), (7)

где п - количество рубежей обнаружения; Робн ( - вероятность обнаружения нарушителя техническим средством, установленным на ¡-том рубеже.

рб =К -К т

ООН.1 ООН 1 о рл , ^О)

где Роб1и - вероятность обнаружения нарушителя заведомо исправным средством

обнаружения i-ro типа; Р'б"р, - вероятность безотказной работы i-го средства обнаружения.

Для экспоненциального закона распределения времени вероятность безотказной работы определяется по формуле:

р" (9)

б.рА 5

где Тст . наработка на отказ i-ro средства обнаружения; Tepi . время работы i-ro средства обнаружения с момента ввода в эксплуатацию;

Вероятность P(R/A) развёртывания сил охраны в точке перехвата при условии приёма сигнала тревоги является произведением трёх вероятностей независимых событий - своевременного прибытия сил охраны Р(Т), готовности сил охраны Р(М), развёртывания сил охраны в нужном месте P(L)\

P(R\A)=P(T)-P(M)-P(L), (10)

Вероятность Р(Т) своевременного прибытия сил охраны в точку перехвата является функцией средних значений времени tj задержки нарушителей физическими барьерами, времени //■■ занятия позиций силами охраны и среднеквадратичных отклонений а. Для вычисления величины Р(Т) используется модель, отражающая монотонный рост вероятности своевременного прибытия сил охраны по мере увеличения времени задержки нарушителей на физических барьерах и по мере сокращения времени выдвижения сил охраны на требуемое расстояние:

Р(Т) = {expfl. 7(%-t,)/a]/[\+exp[\. l(td-tF)/a]}, (l l)

Вероятность Р(М) готовности сил охраны зависит от вероятности ложной тревоги в системе обнаружения (силы охраны могут быть заняты проверкой истинности предыдущей тревоги). Вероятность круглосуточной (24 часа) готовности сил охраны рассчитывается исходя из вероятности ложной тревоги Рлт на каждом рубеже охраны и среднего времени отвлечения сил охраны на действия по ложной тревоге /т, где N— количество мест проникновения (вторжения):

Р{М) = (1 -N Рлт ¿/24), (12)

Вероятность P(L) развёртывания сил охраны в нужном месте зависит от точности определения координат места нарушения. При увеличении средств, отводимых на систему обнаружения, вероятность P(L) будет монотонно возрастать, приходя к насыщению при примерном равенстве радиуса визуального обнаружения нарушителей р и ошибки определения места нарушения S:

P(L)=l-ep/s,

(13)

В главе приведена методика модернизации ПОСБ учреждений культуры, включающая в себя три основных этапа:

- определение требований предъявляемых к системе, к ее количественным и качественным характеристикам;

- определение эффективности ПОСБ действующей на объекте;

- обеспечение оптимальной модернизации ПОСБ для того, чтобы создаваемая система отвечала предъявленным ей требованиям.

В третьей главе «Оценка эффективности ПОСБ Русского музея» обоснована задача сокращения перечня угроз с выделением одной, наиболее опасной, трактуемой как проектная угроза. Определение такой угрозы выполняется методом расстановки приоритетов с формированием матрицы парных сравнений угроз.

Приведена результирующая матрица парных сравнений угроз, которая заполнялась экспертами (таблица 1).

В качестве экспертов привлекались сотрудники пожарной части № 81 дислоцированной на территории Русского музея, сотрудники батальона милиции, Службы безопасности Русского музея, а также квалифицированные специалисты подрядных организаций.

Требуемое значение интегрального показателя ПОСБ Русского музея определяется категорией объекта по уровню потенциальных потерь. Категорирование используется для разработки требований к системе безопасности и обеспечение ее адекватности угрозам (природные явления, техногенные факторы или противоправные действия нарушителей) и моделям нарушителей.

Представлена методика определения категории объекта, исходя из наиболее опасной угрозы, и составлена результирующая матрица потенциальных потерь (таблица 2). Данная методика включена ГУ МЧС России в комплекс мероприятий по разработке паспорта безопасности особо важных объектов.

Вычисления интегрального показателя потерь объекта заключаются в сумми-ювании значений масштабов потерь от 1 (локальный уровень) до 6 (межгосударственный уровень).

Расчет интегрального показателя потерь для Русского музея равен 23 баллам, 1то соответствует 5 категории потенциально опасных объектов. Соответственно, ребуемое значение вероятности верификации несанкционированного действия (ля ПОСБ (таблица 3) Русского музея должно быть не менее 0,87. ПОСБ музея яв-[яется эффективной, если Рисд для всех уязвимых мест данной системы является

[е менее требуемого значения.

Таблица 1 - Результирующая матрица парных сравнений угроз

1. Возникновение пожара по причине техногенного характера 2. Возникновение пожара по причине природного характера 3. Возникновение пожара из-за влияния человеческого фактора 4. Хищение ценностей внешними нарушителями 5. Террористический акт с нанесением максимально возможного ущерба объекту (взрыв, пожар) Сумма балов Ранг

1. Возникновение пожара по причине техногенного характера = > < > < 5 3

2. Возникновение пожара по причине природного характера < = < < < 1 5

3. Возникновение пожара из-за влияния человеческого фактора > > = > < 7 2

4. Хищение ценностей внешними нарушителями < > < = < 3 4

5. Террористический акт с нанесением максимально возможного ущерба объекту (взрыв, пожар) > > > > = 9 1

Таблица 2 - Результирующая матрица потенциальных потерь

Потери (ущерб)

Показатель значимости П) Масштаб Политические Людские Финансовые Экономические Экологические Информационные Культурные

6 Межгосударственный +

5 Федеральный + +

4 Региональный

3 Территориальный +

2 Местный +

1 Локальный + +

Коэффициент значимости Кг 1 1 1 I 1 1 1

Таблица 3 - Требуемые значения вероятности пресечения НСД нарушителей

(критерий эффективности СБ)

Категория объекта 10 9 В 7 6 5 4 3 2 1

Вероятность пресечения НСД 0,7 0,75 0,79 0,82 0,85 0,87 0,89 0,91 0,93 >0,95

Приведена методика оценки рисков нарушения режима на музейных объектах. В качестве базового показателя риска возникновения НСД используется математическое ожидание дискретной случайной величины:

11, = Р Г (14)

где Я, - риск НСД на объектах /' - го типа за исследуемый период (обычно за год); р,

- вероятность возникновения НСД на объекте / - го типа за исследуемый период; IV,

- размер ущерба от НСД на объекте /' - го типа.

Таким образом, риск возникновения НСД на объекте /' - го типа представляет собой вероятный ущерб.

Ущерб от благоприятного исхода НСД может оцениваться числом пораженных людей или стоимостью пострадавших (утраченных) культурных ценностей. Помимо этого при благоприятном исходе НСД ущерб может быть оценен не только с материальной точки зрения, но и с политической.

Показано, что вероятность возникновения НСД / - го типа зависит от различ-[ых факторов:

- человеческого, определяемого халатностью, несоблюдением должностных [нструкций и правил работы в помещениях музея, которые являются режимными |бъектами;

- технического, обусловленный непродуманной, малоэффективной ПОСБ. ¡ероятность возникновения НСД называют степенью риска. Если факторы возник-ювения НСД совместимы, то степень риска возникновения НСД / - го музейного бъекта определяется выражением:

Р\ (*1 > ) = Ри (Х1 ) • Ри (*2 ) , (15)

дс ри(хд, РЛхт) - вероятности возникновения НСД от действия человеческого и ехнического факторов.

Рассмотрены методики определения степени риска исходя из вероятности воз-икновения НСД от действия различных факторов, а также приведены модели правления и оценки рисков возникновения НСД на музейном объекте.

Для определения наиболее уязвимых мест СБ Русского музея предложено спользование метода расстановки приоритетов. Суть метода в попарном сравне-чи отдельных помещений музея на предмет определения наиболее уязвимого с

учетом уровня защищенности элементами ПОСБ, а также вероятности проникновения нарушителей. Помещения заносятся в матрицу парных сравнений, которая предоставляется для заполнения экспертам - лицам, ознакомленным с объектом и имеющим представление о состоянии ПОСБ музея.

На основании приведенной математической модели функционирования охранной составляющей ПОСБ и метода оценки эффективности произведен расчет вероятности верификации НСД нарушителя на примере Русского музея. Итоговые вычисления указаны в таблице 4 (столбец 1). По результатам проведенных вычислений были предложены мероприятия, связанные с добавлением новых дополнительных технических средств охраны, которые приводят к повышению эффективности действующей ПОСБ и вероятности Рнсд. Результаты расчета эффективности

усовершенствованной ПОСБ приведены в таблице 4 (столбец 2).

В заключении сформулированы основные научные и практические результа ты работы, сделан вывод об эффективности действующей ПОСБ объекта. При ведены сведения о внедрении и практическом использовании полученных резуль татов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ и описание существующей СБ Русского музея с позиций е структурности, целостности, связи со средой. На основании системного подход разработан алгоритм исследования СБ.

2. Сформулированы общие требования к показателю эффективности и произ ведено обоснование вида интегрального показателя эффективности ПОСБ.

3. Разработаны математические модели ПОСБ, на основе которых разработан! методы оценки эффективности системы.

4. Разработана методика анализа угроз и категорирования объекта по уровне потенциальных потерь.

5. Определен критерий эффективности для ПОСБ музея.

6. Разработана методика определения уязвимых мест учреждений культуры н примере Русского музея.

7. С использованием разработанной методики оценки эффективности опрсделс на эффективность действующей ПОСБ на примере выбранного уязвимого места.

8. Представлены рекомендации по защите уязвимого места и определена сте пень их влияния на интегральный показатель эффективности ПОСБ.

Таблица 4 - Результаты расчета интегрированного показателя эффективности СБ Русского музея

Значение вероятности пресече- Значение вероятности пресечения несанк-

ния несанкционированных дей- ционированных действии нарушителей дей-

Вероятность ствии нарушителей действующей ствующей СБ Русского музея после прове-

СБ Русского музея дения мероприятии по ее модернизации

1 2

Р*об„.1.

Р*обн.2, 0.97 0.97

Р*об„3.

рсо Г б п. 1 0.48 0.48

Т)СО Г б р 2 0.23 0.99

рсо г 6оЗ - 0.99

Робн I 0.47 0.47

Робн.2 0.22 0.96

Робн 3 - 0.96

Р(ВД 0.59 0.999

Р(С) 0.98 0.98

Р(А) 0.58 0.979

Р(Т) 7, 4* 10"4 0.97

Р(М) 0.99 0.9999

141.) 0.86 0.98

Р(Я/А) 6,3* 10"4 0.95

Р ГНСД 3,6*10^ 0.93

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Издания по Перечню ВАК РФ

1. Востокова О.В. Пути повышения эффективности системы комплексной за-цпы Государственного Русского музея./ С.Л. Исаков, О.В. Востокова // Вестник ^анкт- Петербургского института ГПС МЧС России. 2006. - № 12-13. С. 0,9/0,5 пл.

2. Востокова О.В. Третий рубеж как повышение качества функционирования истемы защиты культурных ценностей./ О.В. Востокова, С.Л. Исаков // Вестник 'апкт- Петербургского института ГПС МЧС России. 2006. - № 15,- 0,6/0,4 пл.

3. Востокова О.В. Модель оценки качества пожарно-охранной системы безо-асности учреждений культуры./М.И. Гвоздик, О.В. Востокова//Проблемы управ-ения рисками в техносфере. 2011 .-№ 3. - 0,7/0,4 пл.

Ведомственные издания

4. Востокова О.В. Проблема взаимодействия МВД и МЧС России в сфере беспечения безопасности дорожного движения при организации защиты культур-ых ценностей Государственного Русского музея в чрезвычайных ситуациях мир-ого и военного времени./О.В. Востокова// Материалы международной научно-

практической конференции «Проблемы взаимодействия МВД и МЧС России сфере обеспечения безопасности дорожного движения». СПб.: Санкт Петербургский институт ГПС МЧС России, 2006. - 0,2 пл.

5. Востокова О.В. Актуальные проблемы защиты культурных ценностей о пожаров и катастроф./О.В. Востокова// Материалы международной научно практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территс рий от пожаров и катастроф». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧ( России, 2006. - ОД пл.

6. Востокова О.В. Проблемы подготовки кадров в системе предупреждения ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на примере Русского музея./О.Е Востокова// Материалы международной научно-практической конференции «Прс блемы подготовки кадров в системе предупреждения и ликвидации последстви чрезвычайных ситуаций». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС Рос сии, 2006. - 0,3 пл.

7. Востокова О.В. Обзор технических средств противодействия террористичс ским и криминальным взрывам./О.В. Востокова// Материалы международной ш учно-практической конференции «Технические средства противодействия террс ристическим и криминальным взрывам». СПб.: Санкт-Петербургский университе ГПС МЧС России, 2006. - 0,4 пл.

8. Востокова О.В. Общий подход к управлению рисками пожарной опасносп /С.Л. Исаков, О.В. Востокова, И.М. Степанов// Материалы научно-практическо конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы) СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008. - 0,4/0,2 пл.

9. Востокова О.В. Выбор и обоснование показателя эффективности пожарнс охранной системы безопасности учреждений культуры / М.И. Гвоздик, О.В. Воете кова// Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарно службы МЧС России. Научный электронный журнал, http://vestnik.igps.ni. - 2011. № 2. 0,5/0,3 пл.

Формат 60x84 '/,6 Тираж 100 экз.

Подписано в печать 05.07.2011

Печать цифровая_Объем 1.0 п.л.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149

Перечень сокращений.

Введение.1.

1. Анализ предметной области, выявление противоречий, обоснование проблемьги постановка-задач исследования.

1.1 .Назначение и задачи, решаемые комплексной системой безопасности Русского музея».

1.1.1. Пожарная составляющая комплексной системы безопасности.

1.1.2. Охранная составляющая?комплексной системой* безопасности Русского музея.

Г.2.Анализ пожарно-охранной системы безопасности

Русского музея (основные противоречия).

1.3.Анализ современного состояния методов оценки качества пожарно-охранных систем безопасности.

1 АПостановка задачи исследования.

Выводы и результаты по главе 1:.

2. Интегральный показатель эффективности пожарно-охранных систем безопасности музея Иг методы его применения.73»

2.1.Формулировка общих требований к интегральному показателю эффективности пожарно-охранной системы безопасности.73

2.2.0боснование вида интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы.безопасности музея.

2.3.Метод расчета интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы безопасности музея.

2.4.Методика разработки-(модернизации) пожарно-охранной системы безопасности музея с использованием интегрального показателя.

Выводы и результаты по главе 2:.

3.Оценка эффективности автоматизированной пожарно-охранной системы безопасности Русского музея.

3.1.Определение проектной угрозы и видов потенциальных нарушителей.

3.2.Методика определения категорирования музея по величине потенциальных угроз.

3.3.Методика оценки рисков нарушения режима на объектах музейного комплекса.

3.3.1. Модель управления риском возникновения НСД на музейном объекте.

3.3.2. Модель оценки рисков нарушения режима на объектах музейного комплекса.

3.4.Методика определения уязвимых мест в системе безопасности музея.

3.5.Рекомендации по защите уязвимых мест в системы безопасности музея.

Выводы и результаты по главе 3:.

Актуальность работы. Проблема музейной безопасности' очень, важная тема для России. Статистика, ежегодно фиксирует невосполнимые: потери произведений; искусства; редких- книг, ценных, исторических; документов: 0т огня пожаров гибнуг шедевры архитектуры, проявления.вандализма и хищения художественных ценностей лишают нас и будущие поколения замечательных памятников; искусства, истории • и культуры. Новая; угроза возникла: всвязи с опасностью террористических актов. События, последнего времени подтверждают настоятельную; необходимость постоянного;- внимания к созданию в музеях и других учреждениях культуры, эффективных систем безопасности, основанных на современных технологиях новейших технических средств, ©беспечение безопасности музейно-выставочной деятельности, обусловлено как объективными, так и субъективными причинами. Построение и внедрение эффективных пожарно-охранных систем безопасности тормозится» отсутствием необходимого; достаточного бюджетного финансирования, четкой структуры Службы безопасности и укомплектования ее квалифицированными кадрами: В целом это приводит к ошибкам1 и просчетам в принятии управленческих решений, создании : нормативно-технической ; документации и проектировании системы безопасности.

Возникает необходимость в>разработке математическоймоделит методов оценки системы безопасности Русского; музея: Под системой; безопасности, согласно ГОСТ Р 50775 СТА 25.03.02т2004, понимается совокупность трех основных элементов: инженерно-технических средств (системы пожарной и охранной сигнализации, контроля и управления доступом, видеонаблюдения и связи, включая средства вычислительной техники), личный состав сил-охраны и организационные мероприятия, предназначенные для обеспечения защиты объекта от возникновения пожаров и несанкционированных действий нарушителей.

Диссертационная работа направлена на разработку алгоритмов оценки исследуемой системы; разработку моделей описания и оценки эффективности решения поставленных задач; выбор и обоснование критериев оценки эффективности, управление принятием-решений и обработки информации.

Основу ' исследований^ составили положения содержащиеся* в трудах ученых: Артамонова B.C. [35], Антюхова В.И. [32, 33], Вентцель Е.С. [49, 50], Евграфова В.Г.[35], Колмогорова А.Щ77], Куватова* В.И.[80], Хименко

В.И.[107,108], Ходасевича КБ. [33], Щербакова О.В. [68] и других.

Вопросам построения, создания математических моделей функционирования и методов оценки эффективности пожарно-охранных систем* безопасности посвящены работы:* Артамонова В.С.[36], Башурова В.В. [39], Бояринцева A.B. [45, 46], Волхонского В.В. [53, 54, 55; 56], Зуева-А.Г. [72], Никитина В.В.[90, 91], Ничикова A.B. [87], Таранцева А.А.[105, 106], w других авторов.

Существующие исследования направлены на разработку требований и инструкций по построению систем безопасности особо важных или экологически небезопасных промышленных объектов [38, 39; 40, 41, 64, 88, 93, 101, 112]. Работы касающиеся учреждений культуры, в основном связаны с задачами описания и построения систем безопасности музеев, но не затрагивают вопросы разработок- моделей и методов оценки существующих и вновь проектируемых систем безопасности учреждений культуры [42, 70j 81, 102]. Использующиеся в настоящее время модели и методы оценки эффективности системы безопасности особо важных и экологически небезопасных промышленных объектов нерационально использовать на прямую для учреждений культуры, так как они не учитывают особенностей их функционирования и ведут к избыточности и неоправданной высокой стоимости пожарно-охранной системы безопасности. Следовательно, теоретические и методологические аспекты оценки пожарно-охранных систем безопасности требуют дальнейшей разработки.

Целью исследования является повышение эффективности системы безопасности учреждений культуры.

Научная задача диссертационного исследования посвящена разработке моделей и методов оценки пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры.

Для достижения поставленной цели решаются следующие частные научные задачи:

1. Анализ существующей системы безопасности Русского музея. Выбор интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

2. Разработка математических моделей, позволяющих получить оценку интегрального показателя эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

3. Разработка методики категорирования музея по величине потенциальных угроз.

4. Оценка эффективности существующей пожарно-охранной системы безопасности Русского музея, выбор и обоснование предложений по повышению ее эффективности.

Объект исследования — пожарно-охранная система безопасности Федерального государственного учреждения культуры «Русский музей».

Предмет исследования - математические модели функционирования и методы оценки эффективности пожарно-охранной системы безопасности.

Исследование проведено в рамках специальности 05.13.10— управление в социальных и экономических системах паспорта специальностей ВАК (технические науки) и соответствует: п. 11. «Разработка методов и алгоритмов прогнозирования оценок эффективности, качества и надежности организационных систем».

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, общей теории систем, теории исследования операций.,

Научные результаты,-выносимые на защиту:

1. Интегральный показатель эффективности пожарно-охранной; системы безопасности.

2. . Математическая^ модель функционирования; и- метод: оценки эффективности исследуемой пожарно-охранной системы, безопасности:,

У. Методика категорирования музея по' величине потенциальных угроз.

4. Методика определения уязвимых мест музея и. выработка; рекомендаций.

Научная новизна результатов, диссертационной работы обусловлена разработкой интегрального показателя; пожарно-охранной; системы-, безопасности, на основе анализа угроз характерных для учреждений'!культуры и учитывающего риски возникновения пожара и несанкционированнь1х> действий; предложением математической модели функционирования и метода оценки; эффективности пожарно-охранной системы безопасности,, позволяющих, оценить совокупность работы пожарной и охранной систем безопасности и. учитывающих специфические особенности; работы, учреждений- культуры; разработкой^ методики категорирования; объекта по: уровню; потенциальных потерь, дополнительно^ учитывающей и культурные; потери; методики определения уязвимых- мест, позволяющей; произвести оценку степени защищенности учреждений культуры.

Достоверность результатов обеспечивается использованием апробированных методов исследования; верификацией результатов на практике; непротиворечивостью результатов; а также корректностью основных компонентов исследования.

Практическая значимость полученных результатов; определяется, тем, что они могут использоваться для оценки эффективности пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры различных уровней, что; будет способствовать, в целом, повышению степени защищенности посетителей, сотрудников, а также хранящихся культурных ценностей.

Разработанный интегральный показатель пожарно-охранной системы безопасности, позволяет провести анализ свойств, характеристик и параметров пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры.

Предложенная методика категорирования объекта позволяет определить требуемое значение критерия эффективности, то есть, степень, до которой необходимо защищать объект от потенциальных угроз.

Разработанный на основе математической модели функционирования пожарно-охранной системы безопасности метод оценки эффективности позволяет специалистам по безопасности проводить оценку пожарно-охранной системы безопасности, действующей на их объектах, а также разрабатывать рациональные пути модернизации, для того, чтобы система' отвечала предъявленным требованиям.

Результаты исследований, выполненных в диссертации, использовались при проектировании системы видеонаблюдения территории Михайловского сада и корпуса Бенуа Русского музея, которая» поэтапно вводится в эксплуатацию с апреля 2009 года; в проектных разработках ЗАО «НИИ «ИСТА-Системс», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Научные результаты, полученные в результате исследования, докладывались на заседаниях кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на международных научно-практических и отраслевых конференциях: международной научно-практической конференции «Проблема взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения». СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Проблемы подготовки кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2006; научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы». СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ, а также 6 статьях и докладах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 119 источников. Объем диссертации составляет 153 страницы текста, в том числе 27 рисунков и 18 таблиц.

Выводы и результаты по главе 3:

1. Произведено сокращение перечня угроз с использованием экспертного метода расстановки приоритетов, выделена наиболее опасная угроза, которая определена как проектная угроза. Сформированы и описаны основные виды потенциальных нарушителей.

2. Приведена методика определения категории объекта, исходя из наиболее опасной угрозы, и составлена результирующая матрица потенциальных потерь. Определено требуемое значение критерия эффективности охранной составляющей ПОСБ Русского музея, которое определяется категорией объекта по уровню потенциальных потерь.

3. Приведена методика оценки рисков возникновения НСД по нарушению режима музейного объекта. Представлены модели управления и оценки рисков возникновения НСД.

4. Представлена методика определения слабых мест в системе безопасности Русского музея с использованием метода расстановки приоритетов. Произведен математический расчет охранной составляющей интегрального ПЭ ПОСБ уязвимого места, определенного из матрицы парного сравнения.

5. Представлены рекомендации по защите уязвимого места и определена степень их влияния на интегральный ПЭ ПОСБ.

Заключение

В результате проведенного: диссертационного исследования получены, следующие результаты:

1. Сформулированы основные задачи. СБ музея и разработана соответствующая этим задачам структура,' представляющая собой совокупность инженерно-технических средств, сил охраны и организационных мероприятий] предназначенных для обеспечения; защиты объекта. На основании системного подхода разработан алгоритм исследования СБ.

2. Произведена классификация; угроз и сформирован; перечень угроз? музею с выделением основных;угроз, которые позволяет определить ПОСБ.

3"; Обоснованы требования; предъявляемые к системе и сформулированы тактические принципы построения:1 СБ, из которых главным является комплексный системный^ подхода обеспечивающий: оптимальное сочетание и взаимодействие всех: технических средств , ж организационных мероприятий; учитывающих специфику функционирования музея.

4. Проведена структуризация СБ, с. выделением элементов > входящих, в ее состав, а также ее среды, оказывающей, влияние на исследуемую систему. В качество внешней среды анализируемой СБ Русского музея приняты элементы, формирующие наиболее вероятные и опасные угрозы, влияющие на СБ и позволяющие проанализировать ее эффективность. Используя процессное представление, были выделены функции,: выполняемые элементами: ПОСБ Русского музея.

5. Проведен анализ современного состояния методов оценки качества ПОСБ. За: основу взято разработанное международное семейство стандартов ИСО 9000, целью которых является обеспечения функционирования > эффективных систем управления качеством. Рассмотрены и описаны основные методы оценки эффективности СБ: административно-сверочный, функциональный и математическое моделирование. По каждому из методов определены их недостатки и достоинства. Произведен обзор применяемых в настоящее время компьютерных моделей оценки эффективности СБ важных объектов: ASSESS (США), EASI (США), СПРУТ (Россия), ВЕГА-2 (Россия). Для оценки пожарной опасности приведен метод точечных схем, разработанный сотрудником Швейцарской ассоциации пожарной профилактики М. Гретенером.

6. В работе было установлено, что используемые в настоящее время модели и методы оценки качества и эффективности в основном позволяют оценить только системы по отдельности, либо систему пожарной сигнализации, либо систему охранной сигнализации. Программные комплексы позволяют оценить эффективность СБ только для узкого круга объектов, а именно потенциально опасных (ядерных, военных, промышленных) и не учитывающих совокупность специфических особенностей учреждений культуры.

7. Сформулированы общие требования к показателю эффективности и t произведено обоснование вида интегрального показателя эффективности ПОСБ.

•V г

8. В соответствии с классификацией угроз в качестве вероятности выполнения целевой задачи относительно контролируемых параметров ПОСБ можно разделить на: вероятность угрозы возникновения пожара; вероятность угрозы хищения, вероятность террористической угрозы. Анализ приведенных угроз позволил сделать вывод, что для существующей ПОСБ угрозы сведены к угрозам возникновения пожара и НСД. Предложен интегральный показатель эффективности ПОСБ на основе анализа угроз характерных для учреждений культуры и учитывающий риски возникновения пожара и НСД.

9. Для расчета пожарной составляющей интегрального ПЭ ПОСБ в работе разработана имитационная модель, описывающая функционирование ПОСБ и личного состава дежурной смены с момента возгорания до момента окончательной верификации возгорания дежурным ПЧ 81. На основе имитационной модели пожарной составляющей ПОСБ разработан метод оценки эффективности действующей СПС Русского музея.

10. На основе модели ЕА81 в работе предложен подход, когда в качестве охранной составляющей интегрального ПЭ ПОСБ используется вероятность верификации НСД нарушителей при передвижении по маршруту обеспечивающему' им максимальную вероятность успеха. На основе математической модели функционирования > охранной составляющей ПОСБ разработан метод оценки эффективности действующей СОС Русского музея.

11. Представлена методика определения категории объекта, исходя из наиболее опасной угрозы, и составлена результирующая матрица потенциальных потерь. Определено требуемое значение критерия эффективности охранной составляющей ПОСБ Русского музея, которое определяется категорией объекта по уровню потенциальных потерь.

12. Приведена методика оценки рисков нарушения режима на музейных объектах. Определено, что риск возникновения НСД представляет собой вероятный ущерб от благоприятного исхода НСД, и может оцениваться числом пораженных людей или стоимостью пострадавших (утраченных) культурных ценностей. Показано, что вероятность возникновения НСД зависит от различных факторов: человеческого, определяемого халатностью, несоблюдением должностных инструкций и правил работы в помещениях музея; технического, обусловлено непродуманной и малоэффективной ПОСБ. Рассмотрены методики определения степени риска, исходя из вероятности возникновения НСД от действия различных факторов, приведены модели управления и оценки рисков возникновения НСД на музейном объекте.

13. Для определения наиболее уязвимых мест СБ Русского музея предложено использование метода расстановки приоритетов. С использованием разработанного метода оценки эффективности определена эффективность охранной составляющей действующей ПОСБ Русского музея на примере выбранного уязвимого места. Произведен анализ полученных результатов и были разработаны рекомендации по защите уязвимого места и определена степень их влияния на интегральный показатель эффективности ПОСБ.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационного исследования заключается в том, что они могут использоваться для оценки эффективности ПОСБ учреждений культуры различных уровней, что будет способствовать повышению степени защищенности посетителей, сотрудников, а также хранящихся культурных ценностей. Разработанный интегральный показатель ПОСБ, позволяет провести анализ свойств, характеристик и параметров ПОСБ учреждений культуры.

Предложенная методика категорирования объекта позволяет определить требуемое значение критерия эффективности, то есть, степень, до которой необходимо защищать объект от потенциальных угроз.

Разработанный на основе математической модели функционирования ПОСБ метод оценки эффективности позволяет специалистам по безопасности проводить оценку пожарно-охранной системы безопасности, действующей на их объектах, а также разрабатывать рациональные пути модернизации, для того, чтобы система отвечала предъявленным требованиям.

Результаты исследований, выполненных в диссертации, использовались при проектировании системы видеонаблюдения территории Михайловского сада и корпуса Бенуа Русского музея, которая поэтапно вводится в эксплуатацию с апреля 2009 года, в проектных разработках ЗАО «НПП «ИСТА-Системс», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 года № 123-Ф3 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 08.12.2005 г. № 740 «О федеральной целевой программе «Культура России (20062010 годы)».

3. Положение о Музейном фонде Российской федерации (Утверждено Постановлением Правительства Российской федерации от 12.02.1998 г. № 179).

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 14.10.1948 г. № 3898 «О мерах улучшения охраны памятников культуры».

5. ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Национальный стандарт РФ. Системы менеджмента качества. М., Стандартинформ, 2008.

6. ГОСТ Р 50775-95. Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 1. Общие положения (с изменениями 01.01.2007).

7. ГОСТ Р 50776-95 Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования. Раздел 4. Руководство по проектированию, монтажу и техническому обслуживанию.

8. ГОСТ 12.1.004-91* «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования».

9. Ю. ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Стадии создания.

10. ГОСТ 24.104-85. Единая система стандартов'автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования.

11. РД 78.36.003-2002. Инженерно-техническая укрепленность. Технические средства охраны. Требования и нормы проектирования по защите объектов от преступных посягательств.

12. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Ч. 1. Автоматическая пожарная сигнализация и автоматическое пожаротушение. Нормы и правила проектирования.

13. СТА 25.03.02-2004. Приборостроение, средства автоматизации и системы управления, комплексные системы безопасности, информатизации и связи.

14. НПБ 104-03. Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях.

15. НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

16. Единая межведомственная методика оценки ущерба от чрезвычайных ситуаций техногенного, природного и террористического характера, а также классификации и учета чрезвычайных ситуаций — М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФС), 2004 г.

17. Ведомственный нормативно-правовой акт «Об особом внимании к противопожарной защите музеев и библиотек», письмо Министерства культуры РФ от 05.06.1998 г. №01-115/16-25.

18. Ведомственный нормативно-правовой акт «О порядке проведения работ по оборудованию техническими средствами безопасности учреждений культуры», письмо Министерства культуры РФ от 21.09.1998 г. № 01-198/16-16.

19. Ведомственный нормативно-правовой акт «О порядке организации работ по установке и эксплуатации технических средств в учреждениях культуры», письмо Министерства культуры РФ от 27.01.1999 г. № 0117/16-16.

20. Ведомственный нормативно-правовой акт «О технических средствах противопожарной защиты», письмо Министерства культуры РФ от 31.05.2000 г. № 01-100/16-14.

21. Ведомственный нормативно-правовой акт «О применении огнетушащих и огнезащитных составов в учреждениях культуры», письмо Министерства культуры РФ от 30.01.2001 г. № 01-30/16-29.

22. Правила пожарной безопасности для учреждений культуры Российской Федерации. М., 2001.

23. Инструкция по организации охраны объектов, хранящих культурные • . ценности, подразделениями вневедомственной охраны при органах внутренних дел Российской Федерации. М., 1998^ 46 с.

24. Абалмазов Э. И., Кротова М. Э. Декомпозиция и композиция систем безопасности// Системы: безопасности, связи и телекоммуникаций. — 1995.-№6.-С. 19-21. V '

25. Анашечкин А.Д., Терехин С.Н: Извещатели пожарные. Учебное пособие по дисциплине «Производственная и пожарная автоматика». Под общей ред. B.C. Артамонова, СПб университет ГГ1С.МЧС России,, 2008,60 с.

26. Антоненко A.A., Буцынская Т.А., Членов А.Ii: Основы эксплуатации систем комплексного обеспечения безопасности объектов: учебно-справочное пособие. Под общ. ред. д-ра техн. наук А.Н. Членова; М.: ООО «Издательство «Пожнаука», 2010.— 210 с.

27. Антюхов В.И. Системная методология научного исследования.Методическое: пособие для адъюнктов и соискателей. СПб Университет государственной противопожарной службы МЧС России, 2003.-56 с.

28. Антюхов В.И., Исаков C.JL, Ходасевич Г.Б. Рабочая программа учебной дисциплины «Системный анализ и управление». СПб: Санкт-Петербургский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 2005. 12 с.

29. Анфилатов B.C. и др. Системный анализ в управлении. Учеб. пособие/ М.: Финансы и статика, 2003. — 368 с.

30. Артамонов B.C., Антюхов В.И., Гвоздик М.И., Евграфов В.Г., Исаков C.JL, Ходасевич Х.Б. Системный анализ: Учебное пособие/ Под общей редакцией B.C. Артамонова. СПб.: Изд-во СПб УГПС МЧС России, 2007. 390 с.

31. Артамонов B.C., Спесивцев A.B. Методологические аспекты теории анализа и управления риском на основе формализации экспертной информации. Вестник Санкт-петербургского института ГПС МЧС России. №3 (10), 2005.

32. Ашеров А.Т. Подготовка диссертаций. Экспресс — анализ качества. Руководство для экспертов, оппонентов и научных руководителей. Монография: Харьков: изд-во «Кортес-2001», 2008. 53 с.

33. Бабиков В.Г. Защита объектов нефтяной промышленности. Справочное пособие. М.: НОУ ШО «Баярд», 2005 512 стр.

34. Башуров Вл. Вит., Филмоненкова Т.И. Математические модели безопасности, Новосибирск: Наука, 2009.-87 с.

35. Белкин А.П., Кишик В.В. Управлебние безопасностью промышленных объектов. Промтехбезопасность. Монография. СПб: 2004.

36. Белоусов Е. Ф., Гордин Г. Т., Ульянов В. Ф. Основы систем безопасности объектов. Пенза: Изд-во ПГУ, 2000. — 98с.

37. Большая советская энциклопедия (БСЭ). М.: Советская энциклопедия, 1969-1978.

38. Блюмберг В.А., Глущенко В.Ф. «Какое решение лучше? Метод расстановки приоритетов». JL: Лениздат, 1982 год.

39. Бояринцев A.B., Бражник А.Н., Зуев А.Г. Проблемы антитероризма: категорирование и анализ уязвимости объектов. — Спб.: ЗАО «НПП «ИСТА-Системс», 2006. -252 с.

40. Бояринцев A.B., Редькин В. Определение и ранжирование угроз объектам, журнал БДИ № 2 2007, 14-19 с.

41. Вадзинский Р.Н. Основы оценки эффективности систем связи. JL: BMA, 1975.

42. Введение в методологию анализа уязвимости ASSESS / Пер. с англ. Сандийские национальные лаборатории (США), 1993.

43. Вентцель Е.С., Исследование операций. Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988.

44. Вентцель Е.С., Овчаров JT.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Высшая школа, 2000, 480 с.

45. Волкова В.Н., Козлов В.Н. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник. М.: Высш. шк., 2004 - 616 с.

46. Волковицкий В.Д., Волхонский В.В. Системы контроля и управления доступом. СПб.: Экополис и культура, 2003. 165 с.

47. Волхонский В.В. Системы охранной сигнализации: Спб.: Экополис и культура, 2000. 164 с.

48. Волхонский В.В. Системы охранной сигнализации: 3-е изд., доп. и перераб. В 2 ч. Ч. 1. Извещатели. СПб.: Экополис и культура, 2000. -239 с.

49. Волхонский В.В. Устройства охранной сигнализации. Часть 2. Контрольные панели. 3-е изд., доп. и перераб.: СПб.: Экополис и культура, 2002. - 185 с.

50. Волхонский В.В. Телевизионные системы наблюдения: Учеб. пособие. 2-е изд. доп. и перераб. СПб.: Экополис и культура, 2005. 167 с.

51. Востокова О.В. Исаков C.JI. Пути повышения эффективности системы комплексной защиты Государственного Русского музея. Вестник

52. Санкт- Петербургского института ГПС МЧС России. 2006. № 12-13, 70-75 с.

53. Востокова О.В. Исаков С.Л. Третий рубеж как повышение качества функционирования системы защиты культурных ценностей. Вестник Санкт- Петербургского института ГПС МЧС России. 2006. -№ 15, 38-43 с.

54. ГарсиаМ. Проектирование и оценка систем физической защиты/ Пер. с англ. М.: Мир, ООО «Издательство ACT», 2002.

55. Гвоздик М.И., Востокова О.В. Модель оценки качества пожарно-охранной системы безопасности учреждений культуры. Проблемы управления рисками в техносфере. 2011.-№ 3.

56. Глазунов Л.П., Грабовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надежности автоматических систем управления: Учебное пособие для вузов. JL: Энергоатомиздат, 1984, 208 с.

57. Динер И.Я. Исследование операций. JL: BMA, 1969.

58. Душкина Л.И., Принцев H.A. Защита музеев от хищений и пожаров. Практическое пособие, ГосНИИР, М., 1995.

59. Ефимов Г. Жизненный цикл информационных систем. Сетевой журнал №2. 2001.

60. Зуев А.Г. Категорирование потенциально опасных объектов как основа создания эффективных систем обеспечения безопасности/ Системы безопасности. М., 2002. № 3 (45).

61. Исаков С.Д., Кондрашин A.B. Об оценке риска пожарной опасности. Проблемы управления рисками в техносфере. — 2007. № 3-4, СПб.: СПб ГТ1С МЧС России, 2007.

62. Исаков C.JI. Математические модели информационного обеспечения систем управления государственной противопожарной службы МЧС России. Монография. — СПб.: Санкт-петербургский университет ГПС МЧС России, 2008.-82 с.

63. Исследование операций. Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби: В 2 т. М.: Мир, 1981.

64. Козлов В.Н. Системный анализ и принятие решений. Учебное пособие. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2009.- 223 с.

65. Колмогоров А. Н., Теория вероятностей и математическая статистика. М. Наука 1986 г. 534с.

66. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика, М., ЮНИТИ, 2006.

67. Кремер Н.Ш., Путко Б.а., Тришин И.М., Фридман М.Н., Под ред. Проф. Кремера Н.Ш. Исследование операций в экономике: Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТИ, 2006. - 407 с.

68. Куватов В.И." Исследование операций. Петродворец: ВМИРЭ, 2004.

69. Лихоманов A.B. Безопасность библиотек и библиотечных фондов: практическое пособие. М.: Центр по безопасности культурных ценностей Министерства культуры РФ, 2001.

70. Макушкин А.Т. Теория вероятностей. Издание ВМУРЭ им. A.C. Попова, кафедра высшей математики, Петродворец, 1980, 301 с.

71. Математические методы и новые информационные технологии в научных исследованиях, учебный курс, СПб Университет государственной противопожарной службы МЧС России.

72. Материалы научно-практического семинара на тему: «Проблемы безопасности в художественном музее», Нерадовские чтения/ СПб, 2004.

73. Материалы семинара «Определение проектной угрозы». 19-21 марта 2002 года. М.: МАГАТЭ-Минатом, 2002 год.

74. Материалы международного семинара, посвященного актуальным вопросам обеспечения безопасности Музейного фонда Российской Федерации. Спб., 1-3 декабря 2010 года.

75. Материалы курса семинара тренинга «Анализ уязвимости объектов. Оценка эффективности систем безопасности». СПб, ООО «Благовест-В», 16-18 сентября 2008 года.

76. Методика проектирования систем физической защиты: Международный курс подготовки по физической защите ядерных объектов и материалов. Сандийские лаборатории (США). - 1995. -325 с.

77. Никитин В. В., Цыцулин А. К. Математическое моделирование систем физической защиты// БДИ. 2000. - №1. - С. 10 - 13.

78. Никитин В.В., Цыцулин А. К., Телевидение в системах физической защиты, Учеб. Пособие/ СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2001. - 135 с.

79. Ногин В.Д. Принятие решений при многих критериях. Учебно-методическое пособие. Спб: Издательство «ЮТАС», 2007.-104 с.

80. Оленин Ю.А. Проблемы комплексного обеспечения охранно-территориальной безопасности и физической защиты особо важных объектов Российской Федерации/ЛТроблемы объектовой охраны: Сб. науч. тр. Вып.1. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2000. - С.8 - 50.

81. Оленин Ю.А., Алаухов С.Ф. К вопросу категорирования объектов с позиции охранной безопасности/ Системы безопасности, связи и телекоммуникаций. М., 1999. № 30.

82. Организация систем управления созданием и развитием технической продукции: Методические рекомендации/ М.М. Четвертаков и др. Д.: ЦНИИ «Румб», 1981. - 96 с.

83. Панин O.A. Обнаружение нарушителя техническими средствами: критерии качества и синтез алгоритмов. Журнал "Специальная техника" № 1 2004 г.

84. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П., Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1989. - 367 с.

85. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара: М.: ЗАО «Спецтехника», 2004, 361 с.

86. Программный комплекс «Вега-2» Электронный ресурс./ Интернет-портал ФГУП «СНПО «Элерон», 2005. Режим доступа: http: // www.eleron.ru/vega.html.

87. Программный комплекс «СПРУТ» Электронный ресурс./ Интернет-портал ГК «ИСТА», 2005. Режим доступа: http: // www. i sta. ru/doc/sprut.html.

88. Радаев H.H., Лесных B.B., Бочков A.B., Методические аспекты задания требований, оценки и обеспечения защищенности объектов газовой отрасли от противоправных действий. -М.: ВНИИГАЗ, 2009. -176 с.

89. Романова Н.М., Кузнецова И.Г. Актуальные вопросы охраны и безопасности музеев России. СПб: 2008. - 168 с.

90. Рытов С.М. Случайные процессы. М.: Наука, 1976.

91. Справочное руководство: ASSESS / Пер. с англ. Министерство энергетики США, 1993.

92. Таранцев A.A. Случайные величины и работа с ними. Учебно-методическое пособие. Под редакцией Артамонова B.C. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб, ИД «Петрополис», 2011. - 160 с.

93. Таранцев A.A. Инженерные методы теории массового обслуживания. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб.: Наука, 2007. - 175 с.

94. Хименко В.И., Соколянский П.А. Вероятностные методы расчета электроэнергетической системы предприятия// Фундаментальные исследования. 2005. - № 7 - С. 42-44.

95. Хименко В. И., Тихонов В. И. Выбросы траекторий случайных процессов. М.: Наука, 1987. 304 с.

96. Черноруцкий И.Г. Методы принятия решений. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 416 с.

97. Черчмен У., Акоф Р., Арноф Л. Введение в исследование операций. Перевод с английского. Издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, М., 1967, 488 с.

98. Членов А.Н., Демехин Ф.В. Оценка эффективности применения специального телевидения в системе противопожарной защиты объекта

99. Материалы пятнадцатой научно-технической конференции "Системы безопасности" СБ 2006. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2006.

100. Шепитько Г.Е., Медведев И.И. Проблемы безопасности объектов: учебное пособие. — М.: Академия экономической безопасности МВД России, 2006.- 199 с.

101. Шрайбер Т. Дж., Моделирование на GPSS = Schriber, Т. J. Simulation using GPSS. New York, 1974, Wiley. — M.: Машиностроение, 1980, —592 с.

102. Якуш C.E., Эсманский Р.К. Анализ пожарных рисков. Часть I: Подходы и методы, Проблемы анализа риска, том 6, № 3, 2009.

103. Hasofer A.M., Beck V.R., Bennetts I.D. Risk Assessment in Building Fire Safety Engineering. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2007.

104. Marselo M. Hirschler. Fire hazard and fire risk assessment. Based on papers presented at symposium held in San Antonio, Tex., on Dec. 3, 1990.

105. Meacham B.J. A Risk-Informed Performance-Based Approach to Building Regulation. 7-th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods. Pp. 1-13, 2008.

106. Rasbash D., Ramachandran G., Kandola, В., Watts J., Law M. Evaluation of Fire Safety. N.Y.: J. Wiley&Sons, 2004.

107. Yung D. Principles of Fire Risk Assessment in Buildings. N.Y.: J. Wiley&Sons, 2008.