Алгоритм Безапосности: издание для профессионалов
Санкт-Петербург:
тел.: +7 911 137-88-32 magazine@algoritm.org
Москва:
тел.: +7 499 641-05-26moscow@algoritm.org

Главная
Новости
О журнале
Архив
Свежий номер
Реклама
Подписка
Контакты
Сотрудничество
 

Если вы хотите стать распространителем нашего журнала

 
 
 
 
 

"Алгоритм Безопасности" № 2, 2020 год.

Содержание

Особенности оценки параметра «вероятность обнаружения» звуковых извещателей
Климов А.В., Рябцев Н.А., Кротов А.Ю.


Особенности оценки параметра «вероятность обнаружения» звуковых извещателей

Климов Александр Валентинович, к.т.н., начальник отдела ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии, председатель ПК 1 ТК 234
Рябцев Николай Алексеевич, начальник сектора ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии
Кротов Александр Юрьевич, м.н.с. ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии

Остекленные конструкции внешних периметров зданий (окна, двери, витражи, прозрачные крыши, элементы структурного остекления фасада), а также внутренние стеклянные перегородки и витрины являются наиболее уязвимыми для несанкционированного проникновения нарушителей на охраняемые объекты и в места хранения материальных ценностей [1].

В настоящее время в системах охранной сигнализации для блокировки остекленных конструкций чаще всего используются бесконтактные акустические извещатели, функционирующие в звуковом (слышимом человеком) диапазоне частот [2].

В соответствии с классификацией по ГОСТ Р 52435 [3] такие средства обнаружения относятся к классу извещетелей охранных поверхностных звуковых.

Для применения на объектах, охраняемых подразделениями вневедомственной охраны войск национальной гвардии Российской Федерации, осуществляется квалифицированный отбор наиболее современных и надежных извещателей, в рамках которого осуществляется комплекс организационно-технических мероприятий, предусматривающий проведение технической экспертизы в ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии и эксплуатационных испытаний в территориальных подразделениях вневедомственной охраны.

Одним из основных функциональных параметров данных извещателей, который контролируется при проведении технических экспертиз и различных испытаний, является параметр «вероятность обнаружения», который в соответствии с ГОСТ 34025 [4] определяется как нижняя граница статистической оценки вероятности формирования извещения о тревоге извещателем при разрушении (имитации разрушения) охраняемого стекла в процессе испытаний.

Кроме того, параметр «вероятность обнаружения» используется при определении ряда других важнейших параметров данных извещателей, а именно: дальности действия и минимальной контролируемой площади стекла, а также фигурирует в требованиях к чувствительности извещателей, которая, должна быть, с одной стороны, достаточной для обнаружения с заданной вероятностью разрушающего воздействия на охраняемое стекло (стеклопакет), а с другой – обеспечивать необходимую помехоустойчивость [5].

Оценку вероятности обнаружения, как правило, проводят совместно с испытаниями дальности действия звуковых извещателей при минимальной контролируемой площади стекла, поочередно на тех видах стекол (стеклопакетов), которые указаны в технической документации на извещатели.

Схема установки для испытаний вероятности обнаружения, дальности действия и помехоустойчивости извещателей приведена на рисунке 1.

1 – извещатель;
2 – стенд для крепления извещателей;
3 – охраняемое стекло (стеклопакет) минимальной охраняемой площади;
4 – предмет для нанесения разрушающих воздействий;
5 – предмет для нанесения неразрушающих воздействий;
6 – охраняемое стекло (стеклопакет) площадью 1 м2;
L max – максимальная дальность действия извещателей

Рис. 1. Схема установки для испытаний вероятности обнаружения, дальности действия и помехоустойчивости извещателей

Испытания проводят не менее чем на 16 извещателях, установленных в рабочем положении на расстоянии максимальной дальности действия от охраняемого стекла (стеклопакета) со стороны противоположной стороне нанесения разрушающих воздействий.

Указанное количество извещателей необходимо для подтверждения их соответствия установленному в ГОСТ 34205 требованию к вероятности обнаружения, которая должна быть не менее 0,9 (при доверительной вероятности 0,8).

Для того, чтобы ответить на вопрос: почему для подтверждения указанной вероятности понадобилось 16 извещателей, а также сколько образцов необходимо для подтверждения другого значения вероятности обнаружения, например, более высокого, чем установлено в стандарте, обратимся к теории вероятности и рассмотрим основные правила определения оценок и доверительных границ для параметров биномиального распределения.

Как известно, биномиальное распределение случайных величин имеет место при проведении независимых испытаний, в каждом из которых с вероятностью θ появляется событие A. Независимыми испытаниям и в нашем случае являются тестовые воздействия на извещатель, приводящие к формированию им извещения о тревоге (срабатыванию извещателя). Таким тестовым воздействием является опосредованное воздействие на извещатель характерного звукового сигнала, возникающего при разрушении контролируемого стекла или генерируемого специальным акустическим имитатором. В качестве события A в данном случае принято рассматривать пропуск извещения о тревоге, т. е. несрабатывание извещателя при тестовом воздействии.

Если общее число испытаний n (произведение числа испытываемых образцов извещателя одного типа на число тестовых воздействий) задано, то число испытаний Y, в которых появилось событие A, (случился пропуск извещения о тревоге), имеет биномиальное распределение (0 ≤ Y ≤ n).

Для биномиального распределения вероятность P принятия случайной величины Y значения y (в нашем случае – число пропусков извещения о тревоге при тестовых воздействия) определяется следующей формулой:

            (1)

На основе результатов испытания можно определить нижнюю θн 
и верхнюю θв доверительные границы вероятности θ биномиального распределения по наблюденному значению y при заданном значении односторонней доверительной вероятности γ

При оценке «вероятности обнаружения» охранных извещателей верхнюю доверительную границу, как правило, устанавливают θв=1 и по нижней доверительной границе строят односторонний доверительный интервал н, 1].

Например, если в стандарте или технических условиях на извещатели указана «вероятность обнаружения» не менее 0,9 при доверительной вероятности 0,8, это означает что θн=0,9, γ=0,8.

Как известно, «вероятность обнаружения» тестового воздействия θ связана с вероятностью пропуска извещения о тревоге θ* соотношением θ=1-θ*. В связи с этим нижняя граница доверительного интервала определяется как θн=1-θв*, поскольку для вероятности пропуска срабатывания характерен односторонний доверительный интервал [0,θв ]. При этом значения θв можно взять из стандартизованных таблиц, опубликованных в стандартах по математической статистике [6].

Но, к сожалению, данные стандарты уже не действуют на территории Российской Федерации, да и те данные, которые в них приведены (теперь уже как справочный материал), пригодны не для всех возможных комбинаций результатов испытаний. Например, по приведенным в этих стандартах таблицам не получится определить «вероятность обнаружения» извещателя, если n=16, y=0,1,2,3 или n=20, y=1,2,3,4,6.

В связи с этим, для оценки «вероятности обнаружения» извещателей и проверки соответствия полученных значений установленным требованиям, целесообразно использовать следующие универсальные формулы.

Наиболее простым для расчета является случай, при котором отсутствуют пропуски извещения о тревоге, т. е. y=0. 

В этом случае нижнюю границу доверительного интервала «вероятности обнаружения» можно найти по формуле:

                  (2)

Более сложным для расчета является случай 0 < y ≤ (n - y), т. е. когда при испытаниях были зафиксированы пропуски извещения о тревоге или допустимое число пропусков извещений о тревоге было задано изначально.

В этом случае нижнюю границу доверительного интервала определяют по формуле:

                        (3)

где

где Uγ, в зависимости от значения доверительной вероятности γ, можно определить из стандартизованной таблицы 1.

Доверительная вероятность, γ

0,8

0,9

0,95

0,975

0,99

0,995

0,9975

0,999

U?

0,842

1,282

1,645

1,960

2,326

2,576

2,807

3,090

Таб. 1  Значения Uγ в зависимости от доверительной вероятности y

Таким образом, приведенные выше формулы позволяют оценить вероятность обнаружения при всех возможных комбинациях результатов проведенных испытаний, а также задать требуемые параметры вероятности обнаружения в технической документации извещателей и описать методику соответствующих контрольных испытаний. 

На рисунках 2–4 приведены зависимости вероятности обнаружения от различных комбинаций значений n (общего число испытаний) и y (числа пропусков извещения о тревоге), для некоторых стандартных значений доверительной вероятности γ, приведенных в таблице 1.

Рис. 2 Зависимость вероятности обнаружения от числа «успешных воздействий» и пропусков извещений о тревоге (при γ = 0,8)

Рис. 3  Зависимость вероятности обнаружения от числа «успешных воздействий» и пропусков извещений о тревоге (при γ = 0,9)

Рис. 4  Зависимость вероятности обнаружения от числа «успешных воздействий» и пропусков извещений о тревоге (при γ = 0,95)

Рассмотрим пример оценки вероятности обнаружения для данного вида извещателей. Предположим, что для проведения технической экспертизы было представлено 16 образцов звуковых извещателей разрушения стекла одного типа. В процессе испытаний было произведено одно тестовое воздействие на представленные образцы в виде механического разрушения листового стекла по методике ГОСТ 34025. При этом один образец, участвующий в испытаниях, допустил пропуск извещения о тревоге (не сработал). Таким образом, общее число испытаний n=16, число пропусков извещения о тревоге y=1, число «успешных» воздействий n-y=15. Значение доверительной вероятности по ГОСТ 34025 принимаем γ=0,8 (если в техническое документации на данные извещатели было бы установлено более высокое значение доверительной вероятности, то в расчетах следовало бы использовать его). По формуле (3) определяем нижнюю границу доверительного интервала θн=0,8246 (см. рисунок 1).

Таким образом, по результатам испытаний нижняя граница доверительного интервала «вероятности обнаружения» для извещателей данного типа не соответствует требованиям ГОСТ 34025 (должна быть не менее 0,9 при доверительной вероятности 0,8).

В таких случаях извещатели отправляют на доработку, затем проводят повторные испытания.

Необходимо отметить, что для применения на объектах, охраняемых подразделениями вневедомственной охраны войск национальной гвардии Российской Федерации осуществляется квалифицированный отбор наиболее современных и надежных звуковых извещателей, соответствующих требованиям не ниже 2 класса по ГОСТ 34025, прошедших все необходимые испытания и проверки, в том числе и оценку такого важнейшего параметра, как «вероятность обнаружения», которая в обязательном порядке контролируется при тестовых разрушениях всех видов листовых стекол и стеклопакетов, указанных в данном стандарте и технических условиях на извещатели конкретных типов.

Таким образом, приведенная в статье методика оценки параметра «вероятность обнаружения» звуковых извещателей разрушения стекла позволяет специалистам ФКУ «НИЦ «Охрана» Росгвардии и другим организациям, проводящим техническую экспертизу данных средств обнаружения, а также инженерному персоналу подразделений вневедомственной охраны войск национальной гвардии Российской Федерации, правильно определить количество тестовых воздействий, необходимых для подтверждения указанного параметра, а разработчикам данных извещателей – адекватно изложить методику испытаний, в том числе при установлении в технической документации более высокого значения вероятности обнаружения, чем в стандарте на данный вид продукции.

Литература

1. Климов A. В., Рябцев Н. А. Акустические извещатели. Как обеспечить устойчивое функционирование на объектах? // Журнал «Системы безопасности». - 2015. - № 2.
2. Климов A. В., Рябцев Н. А., Козлов B. А. Противокриминальная защита остекленных конструкций // Алгоритм безопасности. - 2015. - № 4.
3. ГОСТ Р 52435 Технические средства охранной сигнализации. Классификация. Общие технические требования и методы испытаний.
4. ГОСТ 34025 Извещатели охранные поверхностные звуковые для блокировки остекленных конструкций помещений. Общие технические требования и методы испытаний.
5. Климов А. В., Рябцев Н. А., Климова С. В., Козлов В. А. Новый межгосударственный стандарт на акустические извещатели разбития стекла. Что в нем нового для производителей и потребителей? // Алгоритм безопасности. - 2015. - № 2.
6. СТ СЭВ 5313 Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров биномиального и отрицательного биномиального распределений.

 

Rambler's Top100 Интернет портал. Каталог фирм. бжд. Охрана. Обеспечение безопасности. Безопасность предприятия. Оборудование. Видеонаблюдение.