Разработка методики эффективного размещения охранно-пожарной системы

Шарипов Рифат Рашатович ORCID: 0000-0002-4957-8132 кандидат технических наук доцент кафедры систем информационной безопасности Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ 420015, Россия, республика Татарстан, г. Казань, ул. Большая Красная, 55 Sharipov Rifat Rashatovich PhD in Technical Science Associate Professor of the Information Security Systems Department of Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI 420015, Russia, Republic of Tatarstan, Kazan, Bolshaya Krasnaya str., 55 riphat@mail.ru Юсупов Булат Зуфарович обучающийся кафедры систем информационной безопасности Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ) 420015, Россия, республика Татарстан, г. Казань, ул. Большая Красная, 55 Yusupov Bulat Zufarovich Student of the Information Security Systems Department of Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI (KNRTU-KAI) 420015, Russia, Republic of Tatarstan, Kazan, Bolshaya Krasnaya str., 55 Bulatusupov9@gmail.com Мартынов Артур Михайлович обучающийся кафедры систем информационной безопасности Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ) 420015, Россия, республика Татарстан, г. Казань, ул. Большая Красная, 55 Martynov Artur Mikhailovich Student of the Information Security Systems Department of Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI (KNRTU-KAI) 420015, Russia, Republic of Tatarstan, Kazan, Bolshaya Krasnaya str., 55 Keshka628@gmail.com

Зарипова Римма Солтановна ORCID: 0000-0002-3548-1866 кандидат технических наук доцент кафедры "Цифровые системы и модели" Казанского государственного энергетического университета 420066, Россия, республика Татарстан, г. Казань, ул. Красносельская, 51 Zaripova Rimma Soltanovna PhD in Technical Science Associate Professor of the Department of Digital Systems and Models of Kazan State Power Engineering University 51 Krasnoselskaya str., Kazan, 420066, Russia, Republic of Tatarstan zarim@rambler.ru

Введение

Система охранно-пожарной сигнализации занимает центральное место в структуре комплексных мер, направленных на обеспечение физической безопасности объектов. Это неотъемлемый элемент, создающий преграды для возможных злоумышленников и снижающий риски возникновения пожаров, что, в свою очередь, способствует сохранению материальных активов и предотвращает потери среди населения. Пожары могут иметь катастрофические последствия, влекущие за собой значительные материальные потери и, что гораздо хуже, гибель людей. Поэтому крайне важно выработать рациональный подход к обеспечению противопожарной безопасности. Кроме того, в современном мире, который становится все более и более технологичным, важность информационной безопасности неоспорима. Анализ текущих тенденций показывает, что особое внимание стоит уделять защите инфраструктуры компаний. Это может включать в себя охрану различных элементов, таких как подсистемы, рабочие станции, серверы и т.д. Следует осознавать, что иногда упускается важность физической защиты в контексте информационной безопасности. Например, глобальная сеть интернет, которую мы часто воспринимаем как абстрактное пространство, на самом деле опирается на физические компоненты: коммутационное оборудование, проводные и радиоканальные устройства, устройства обработки данных, хранилища данных и серверы. Все эти элементы имеют конкретное физическое расположение и, следовательно, могут подвергаться угрозам от злоумышленников. В этом контексте, системы охранно-пожарной сигнализации выступают как первая линия защиты, предупреждая несанкционированный доступ к критически важным компонентам инфраструктуры и предотвращая возможные пожары. Таким образом, важность систем ОПС не может быть переоценена. Они играют решающую роль в обеспечении физической и информационной безопасности, содействуя защите жизни и благосостояния людей, а также сохранению ценных ресурсов и активов организаций. При этом, важно подчеркнуть, что эффективность системы ОПС напрямую зависит от качества ее проектирования, монтажа и регулярного обслуживания. Ответственный подход к выбору оборудования, учет особенностей конкретного объекта и строгое следование нормативным требованиям – залог высокой надежности и функциональности системы. Кроме того, необходимо уделять внимание интеграции системы ОПС с другими системами безопасности, такими как системы видеонаблюдения, контроля доступа и антитеррористической защиты. Такая интеграция позволит обеспечить комплексный подход к безопасности, что значительно усилит ее эффективность. В современном мире, где технологии развиваются стремительными темпами, также необходимо учитывать и адаптироваться к новым угрозам и вызовам. Это включает в себя мониторинг и применение новейших технологических решений в области безопасности, обучение персонала и создание планов реагирования на чрезвычайные ситуации.

Следует отметить, что ОПС представляют собой сложные комплексы технических средств, задачей которых является обеспечение безопасности объектов путем мониторинга возможных угроз и оповещения о них. В качестве основных компонентов типовой системы ОПС можно выделить датчики или извещатели, которые, как правило, представляют собой сенсоры, способные регистрировать различные виды событий, такие как движение, открытие дверей, повышение температуры или дым. Эти датчики коммутируются к центральному устройству, называемому приёмно-контрольным прибором (ПКП) ^[1]. Приёмно-контрольный прибор выполняет ключевую роль в системе, поскольку он обрабатывает сигналы, получаемые от датчиков, и в случае обнаружения возможной угрозы активирует соответствующие меры реагирования. К таким мерам могут относиться, например, включение светового и звукового оповещения для предупреждения персонала объекта и/или вызова службы безопасности. К ПКП также могут быть подключены считыватели идентификаторов, что позволяет управлять системой с помощью специальных карт или брелоков. Это особенно удобно для снятия и постановки объекта на охрану. В некоторых случаях, в системе ОПС может быть предусмотрен отдельный пульт управления, который обеспечивает расширенные возможности управления и мониторинга системы. Это может быть полезно на крупных объектах, где необходимо обеспечить централизованный контроль над системой безопасности. Кроме того, в систему могут быть интегрированы дополнительные компоненты, такие как пульты ручного запуска, которые позволяют персоналу объекта немедленно активировать систему оповещения в чрезвычайных ситуациях, или модули расширения, предоставляющие дополнительные интерфейсы и функции для интеграции с другими системами. В целом, система охранно-пожарной сигнализации представляет собой многофункциональный инструмент, способный адаптироваться к различным условиям и требованиям безопасности. Модульная структура системы позволяет настраивать её в соответствии с особенностями конкретного объекта, учитывая его размеры, количество помещений, особенности инфраструктуры и потенциальные риски. Важным аспектом является также возможность интеграции системы ОПС с другими системами безопасности и управления зданием. Так, современные ОПС могут совмещаться с системами видеонаблюдения, контроля доступа, а также с автоматизированными системами управления зданием для оптимизации энергопотребления и обеспечения комфорта. Качественное проектирование, монтаж и настройка системы охранно-пожарной сигнализации – это ключевые факторы, обеспечивающие её эффективность. При этом следует уделить внимание не только выбору подходящих компонентов, но и их правильной установке, а также обучению персонала основам работы с системой. Регулярное техническое обслуживание и проверка работоспособности всех элементов системы также являются важными составляющими обеспечения надежной работы ОПС.

Существует множество видов охранно-пожарных извещателей и дана их классификация по нескольким параметрам ^[2]. Однако следует учитывать некоторые особенности при их эксплуатации в зависимости от множества факторов, которые существенно зависят от объекта охраны. Например, производственные объекты с разными факторами воздействия среды на извещатели. Среди них: состояние влажности воздуха, вызывающее коррозию, температурные и вибрационные воздействия, высокий электромагнитный фон, вызывающие ложные срабатывания или же выхода из строя устройств охраны в пределах срока эксплуатации. Для коммерческих офисных помещений и образовательный учреждений обычно применяются несколько видов стандартных охранно-пожарных извещателей. Среди них ^[3,4]:

– оптико-электронные извещатели;

– акустические (пассивные) извещатели;

– магнитно-контактные извещатели;

– противопожарные извещатели.

Распространенные типы противопожарных извещателей – это дымовые и тепловые. В больших помещениях с высокими потолками применяются противопожарные линейные системы, состоящие из групп сонаправленных приемников и передатчиков.

Известна так же и классификация извещателей по методам подключения и обработки сигналов с извещателей приборами контроля. Тут выделяют следующие типы извещателей ^[5,6]:

– аналоговые;

– адресные;

– адресно-аналоговые.

Кроме того, в последние годы активно используются радио-канальные извещатели ^[7,8], позволяющие упростить развёртывание систем ОПС, поскольку не требуется прокладка проводных шлейфов для подключения извещателей к ПКП.

Существуют несколько этапов жизненного цикла работы систем ОПС, начиная от постановки задачи охраны объекта, контроля доступа на объект, разграничения зон защиты и выставления требования заказчику ^[9,10]. На последнем этапе составляется техническое задания, в котором обычно отражаются следующие моменты ^[11]:

– указываются цели проведения работ,

– указывается перечень нормативных и регламентирующих документов,

– даются краткое описания объектов,

– выставляются требования к исполнителю, к оборудованию и выполнению работ и к порядку выполнения работ.

После согласования технического задания, компания-исполнитель переходит к исследованию объекта защиты, изучения её структуры, конструктивных особенностей и разрабатывает рабочий проект согласно требованиям нормативной документации.

Проблемы при размещении компонентов ОПС

Рассмотрим основные нормативные документы, регламентирующие проектирование и внедрение системы ОПС на объектах защиты.

В основном известны следующие основные нормативные документы ^[12,13,14]:
– Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 N 87 "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию” ^[15]. Это постановление устанавливает состав разделов проектной документации и требования к содержанию этих разделов при подготовке проектной документации на различные виды объектов капитального строительства и при подготовке проектной документации в отношении отдельных этапов строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов капитального строительства;
– ГОСТ Р 50776-95 (МЭК 60839-1- 4:1989) «Системы тревожной сигнализации. Часть 1. Общие требования». Введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 22 мая 1995 г. N 256 ^[16]. Данный национальный стандарт устанавливает требования при проектировании, монтаже, наладке, испытаниях, эксплуатации и техническом обслуживании систем тревожной сигнализации, охранной, охранно-пожарной сигнализации, применяемых для обеспечения безопасности людей и имущества;
– СНиП 3.05.05-84, СНиП 3.05.06-85 и СНиП 3.05.07-85. В этих строительных нормах и правилах указаны обязательные требования, для пусконаладочных работ, которые должны выполняться монтажно-наладочной организацией;
– СП 68.13330.2017 "СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения" ^[17]. В этом своде правил указаны требования и правила приёма в эксплуатацию. После приёма в эксплуатацию компания-исполнитель обеспечивает гарантийное обслуживание и сопровождение системы.

Несмотря на требования нормативной базы на всех этапах жизненного цикла системы ОПС появляется очень много некорректных решений, отраженные как в проектах, так и размещенных на реальных объектах системах ОПС. Одна из распространённых проблем — это неверное размещение извещателей на объектах защиты, что приводит к некорректной логической работе системы ОПС. В последствии это приводит к появлению инцидентов при котором злоумышленник может проникнуть на критические зоны незамеченным, а также может деактивировать датчики. Иногда бывают другие случаи, когда количество извещателей на объекте могут быть установлены в избыточном количестве и установлены они с нарушением требований по размещению, например, два извещателя могут быть расположены близко друг к другу, что может привести к взаимному влиянию и перекрытию зон обнаружения.

Разработка методики

С целью обеспечения максимальной эффективности систем охранно-пожарной сигнализации на этапе проектирования, а также для коррекции уже существующих установок на объектах защиты, была разработана специальная методика, направленная на оптимизацию размещения элементов ОПС (см. рис. 1). Эта методика основана на комплексном подходе, включающем в себя анализ и учет множества факторов. Основным акцентом в рамках разработанной методики является строгое следование требованиям нормативных документов, регулирующих работу и установку систем ОПС. При этом также учитываются и специфические характеристики самого объекта защиты. К таким характеристикам можно отнести, например, геометрию помещения, расположение окон, дверей, стен и других элементов, что играет существенную роль в обеспечении эффективности системы. Необходимо отметить, что на практике при установке элементов ОПС могут возникать различные сложности, связанные с особенностями конкретного объекта или внешними обстоятельствами. К сожалению, монтажники зачастую допускают отклонения от первоначального проекта по причинам различного характера, таким как стремление сэкономить время на установку, минимизировать расход кабеля или из-за несерьезного отношения к выполнению работы. Такие отклонения могут привести к серьезному снижению эффективности системы и увеличению потенциальных рисков безопасности. Методика, разработанная с учетом всех упомянутых факторов, призвана обеспечить грамотное и обоснованное размещение элементов ОПС, минимизируя возможные ошибки и их негативные последствия. Она станет ценным инструментом как на этапе проектирования, так и при последующей эксплуатации объектов, оснащенных системами охранно-пожарной сигнализации.

Рисунок 1. Методика эффективного размещения охранно-пожарных систем

Рассмотрим более подробно разработанную методику.

В следующей таблице (таблица 1) показаны входные и выходные зависимости в блоках, описывающие процессы.

Таблица 1. Процесс – Входные данные – Выходные данные

Для проверки разработанной методики эффективного размещения охранно-пожарных систем было проведено тестирования на реальном объекте с целью исследования эффективности разработанной методики.

Тестирование методики

В качестве объекта исследования была выбрана учебная лаборатория П429 (рис. 2). Учебная лаборатория расположена на 4 этаже учебного здания. Высота аудитории 3 метра 30 сантиметров, ширина 5 метров 10 сантиметров, длина 8 метров, площадь аудитории 40,8 кв.м. В аудитории есть одна дверь и два окна.

Рисунок 2. Схема учебной лаборатории П429 с размещёнными извещателями

В аудитории размещены следующие извещатели:

– извещатель разбития стекла, акустический пассивный,

– оптико-электронный извещатель, пассивный,

– извещатель противопожарный, точечный дымовой,

– извещатель противопожарный, тепловой.

Все эти извещатели подключаются к ПКП, который находится в другом помещению. После анализа помещения и теста по разработанной методики были выработаны рекомендации:
– Разместить: оптикоэлектронный, магнитоконтактные, точечные дымовые и тепловые противопожарные извещатели, согласно требованиям приказа МЧС России от 31.07.2020 N 582 "Об утверждении свода правил "Системы противопожарной защиты. Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования", пункта 6 и подпунктов 6.6.15 и 6.6.16.
– Магнитоконтактные извещатели установить на входную дверь и по одному извещателю на каждую открывающуюся створку окна.
– Разместить два противопожарных тепловых извещателей согласно требованиям приказа МЧС России от 31.07.2020 N 582 пункт 6.6.15 таблица 1 и технических характеристик теплового извещателя. Данный извещатель охватывает 39.55 кв.м, площадь лаборатории – 40.8 кв.м.
– Разместить один оптико-электронный извещатель над дверью так как других входов нет, а на окно устанавливать данные извещатели не целесообразно так как аудитория находиться на четвёртом этаже и нету возможности злоумышленнику проникнуть в данное помещение через окна.
– Разместить один противопожарный дымовой извещатель по середине помещения согласное требованиям приказа МЧС России от 31.07.2020 N 582, пункта 6.6.15 таблицы 2 и технических характеристикам данного извещателя, который охватывает 128,61 кв.м., что в три раза меньше площади лаборатории.
– Убрать извещатели разбития стекла из лаборатории. Данный извещатель устанавливать не рационально так как аудитория находиться на четвёртом этаже.

Следуя данным рекомендациям на рисунке 3 показано рекомендованное размещение следующих извещателей:

– магнитоконтактный извещатель,

– оптико-электронный извещатель, пассивный,

– извещатель противопожарный, точечный дымовой,

– извещатель противопожарный, тепловой.

Рисунок 3. Размещение рекомендованных извещателей в помещении П429

В результате мы получили новое размещение охранно-пожарных извещателей, размещение которых позволить извещателям эффективно и своевременно обнаруживать вторжения на охраняемый объект, противопожарную защиту и своевременно информировать службу охраны для быстрой нейтрализации угроз.

Заключение

В заключение хочется подчеркнуть, что в результате проведенных исследований и разработки была создана методика, способствующая рациональному размещению элементов ОПС. Это касается как начального этапа проектирования, так и уже функционирующих объектов защиты, на которых элементы ОПС установлены.

Особенно актуальным становится применение этой методики в свете анализа, проведенного лабораторией П429. Анализ выявил ряд проблем в размещении извещателей, которые ограничивают их функциональные возможности. К примеру, было обнаружено, что некоторые извещатели размещены неэффективно из-за близкого расположения друг к другу или неправильного выбора зон защиты. Также были выявлены случаи использования нерациональных извещателей, как, например, размещение датчиков разбития стекла на верхних этажах зданий, где их срабатывание маловероятно.

Стоит отметить, что дополнительную угрозу безопасности представляет размещение пультов управления и коммутационных шлейфов в местах, доступных для несанкционированного доступа. Такое размещение позволяет злоумышленникам манипулировать этими элементами, что, в свою очередь, снижает уровень защиты.

В планах на будущее — автоматизация разработанной методики путем создания программного продукта. Такое решение будет обеспечивать возможность ввода данных с объекта защиты и автоматического получения рекомендаций на основе анализа. Для реализации этой задачи можно использовать современные методы, представленные в литературе ^[18,19,20], а также языки программирования.

В следующей таблице (таблица 1) показаны входные и выходные зависимости в блоках, описывающие процессы.