- •Москва 2003
- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Тк - телекамера
- •Предисловие
- •Введение
- •1.Методологические основы построения систем физической защиты объектов
- •1.1. Определение характеристик и особенностей объекта
- •1.2. Определение задач, которые должна решать сфз
- •1.3. Определение функций, которые должна выполнять сфз
- •1.4. Принципы построения систем физической защиты
- •1.5. Определение перечня угроз безопасности объекта
- •1.6. Определение модели нарушителя
- •1.7. Определение структуры сфз
- •1.8.Определение этапов проектирования сфз
- •1.9.Вопросы для самоконтроля
- •2. Особенности систем физической защиты ядерных объектов
- •2.1.Термины и определения
- •2.2.Специфика угроз безопасности яо
- •2.3. Особенности модели нарушителя для сфз яо
- •2.4. Типовые структуры сфз яо
- •2.5. Организационно-правовые основы обеспечения сфз яо
- •2.6. Вопросы для самоконтроля
- •3. Особенности систем физической защиты ядерных объектов
- •3.1.Стадии и этапы создания сфз яо
- •3.2.Процедура концептуального проектирования сфз яо
- •3.3.Основы анализа уязвимости яо
- •3.4. Вопросы для самоконтроля
- •4. Подсистема обнаружения
- •4.1. Периметровые средства обнаружения
- •4.1.1. Тактико-технические характеристики периметровых систем
- •4.1.2. Физические принципы действия периметровых средств
- •4.1.3. Описание периметровых средств обнаружения
- •4.2. Объектовые средства обнаружения
- •4.2.1. Вибрационные датчики
- •4.2.2. Электромеханические датчики
- •4.2.3. Инфразвуковые датчики
- •4.2.4. Емкостные датчики приближения
- •4.2.5. Пассивные акустические датчики
- •4.2.6. Активные инфракрасные датчики
- •4.2.7. Микроволновые датчики
- •4.2.8. Ультразвуковые датчики
- •4.2.9. Активные акустические датчики
- •4.2.10. Пассивные инфразвуковые датчики
- •4.2.11. Датчики двойного действия
- •4.3. Вопросы для самоконтроля
- •5. Подсистема контроля и управления доступом
- •5.1. Классификация средств и систем контроля и управления доступом
- •5.1.1. Классификация средств контроля и управления доступом
- •5.1.2. Классификация систем контроля и управления доступом
- •5.1.3. Классификация средств и систем куд по устойчивости к нсд
- •5.2. Назначение, структура и принципы функционирования подсистем контроля и управления доступом
- •5.3. Считыватели как элементы системы контроля и управления доступом
- •5.4. Методы и средства аутентификации
- •5.5. Биометрическая аутентификация
- •5.6. Вопросы для самоконтроля
- •6. Подсистема телевизионного наблюдения
- •6.1. Задачи и характерные особенности современных стн
- •6.2. Характеристики объектов, на которых создаются стн
- •6.3. Телекамеры и объективы
- •6.3.1. Современные тк
- •6.3.2. Объективы
- •6.3.3. Технические характеристики тк
- •6.3.4. Классификация тк
- •6.4. Устройства отображения видеоинформации - мониторы
- •6.5. Средства передачи видеосигнала
- •6.5.1. Коаксиальные кабели
- •6.5.2. Передача видеосигнала по «витой паре»
- •6.5.3. Микроволновая связь
- •6.5.4. Радиочастотная беспроводная передача видеосигнала
- •6.5.5. Инфракрасная беспроводная передача видеосигнала
- •6.5.6. Передача изображений по телефонной линии
- •Сотовая сеть
- •6.5.7. Волоконно-оптические линии связи
- •6.6. Устройства обработки видеоинформации
- •6.6.1. Видеокоммутаторы.
- •6.6.2. Квадраторы.
- •6.6.3. Матричные коммутаторы
- •6.6.4. Мультиплексоры
- •6.7. Устройства регистрации и хранения видеоинформации
- •6.7.1.Специальные видеомагнитофоны
- •6.7.2. Цифровые системы телевизионного наблюдения
- •6.7.3. Мультиплексор с цифровой записьюCaliburDvmRe-4eZTфирмыKalatel, сша.
- •6.8. Дополнительное оборудование в стн
- •6.8.1. Кожухи камер
- •6.8.2. Поворотные устройства камер
- •6.9. Особенности выбора и применения средств (компонентов) стн
- •6.10.Вопросы для самоконтроля
- •7. Подсистема сбора и обработки данных
- •7.1. Назначение подсистемы сбора и обработки данных
- •7.2. Аппаратура сбора информации со средств обнаружения – контрольные панели.
- •7.3. Технологии передачи данных от со
- •7.4. Контроль линии связи кп-со
- •7.5. Оборудование и выполняемые функции станции сбора и обработки данных
- •7.6. Дублирование / резервирование арм оператора сфз
- •7.7. Вопросы для самоконтроля
- •8. Подсистема задержки
- •8.1. Назначение подсистемы задержки
- •8.2. Заграждения периметра
- •8.3. Объектовые заграждения
- •8.4. Исполнительные устройства
- •8.5. Вопросы для самоконтроля
- •9.Подсистема ответного реагирования
- •9.1. Силы ответного реагирования
- •9.2. Связь сил ответного реагирования
- •9.3. Организация систем связи с использованием переносных радиостанций
- •9.4. Вопросы для самоконтроля
- •10. Подсистема связи
- •10.1.Современные системы радиосвязи
- •10.1.1. Основы радиосвязи
- •10.1.2. Традиционные (conventional) системы радиосвязи.
- •10.1.3. Транкинговые системы радиосвязи
- •10.2. Система связи сил ответного реагирования
- •10.3. Организация систем связи с использованием переносных радиостанций
- •10.4. Системы радиосвязи с распределенным спектром частот
- •10.5. Системы радиосвязи, используемые на предприятиях Минатома России
- •10.6. Вопросы для самоконтроля
- •11. Оценка уязвимости систем физической защиты ядерных объектов
- •11.1.Эффективность сфз яо
- •11.2.Показатели эффективности сфз яо
- •11.3.Компьютерные программы для оценки эффективности сфз яо
- •11.4. Вопросы для самоконтроля
- •12. Информационная безопасность систем физической защиты ядерных объектов
- •12.1. Основы методология обеспечения информационной безопасности объекта
- •12.2. Нормативные документы
- •12.3. Классификация информации в сфз яо с учетом требований к ее защите
- •12.4. Каналы утечки информации в сфз яо
- •12.5. Перечень и анализ угроз информационной безопасности сфз яо
- •12.6. Модель вероятного нарушителя иб сфз яо
- •12.7. Мероприятия по комплексной защите информации в сфз яо
- •Подсистема зи
- •Организационные
- •Программные
- •Технические
- •Криптографические
- •12.8. Требования по организации и проведении работ по защите информации в сфз яо
- •12.9. Требования и рекомендации по защите информации в сфз яо
- •12.9.1. Требования и рекомендации по защите речевой информации
- •12.9.2. Требования и рекомендации по защите информации от утечки за счет побочных электромагнитных излучений и наводок
- •12.9.3. Требования и рекомендации по защите информации от несанкционированного доступа
- •12.9.4. Требования и рекомендации по защите информации в сфз яо от фотографических и оптико-электронных средств разведки
- •12.9.5. Требования и рекомендации по физической защите пунктов управления сфз яо и других жизненно-важных объектов информатизации
- •12.9.6. Требования к персоналу
- •12.10. Классификация автоматизированных систем сфз яо с точки зрения безопасности информации
- •12.10.1. Общие принципы классификация
- •12.10.2. Общие требования, учитываемые при классификации
- •12.10.3.Требования к четвертой группе Требования к классу «4а»
- •Требования к классу «4п»
- •12.10.4. Требования к третьей группе Требования к классу «3а»
- •Требования к классу «3п»
- •12.10.4.Требования ко второй группе Требования к классу «2а»
- •Требования к классу «2п»
- •12.10.5. Требования к первой группе Требования к классу «1а»
- •Требования к классу «1п»
- •12.11. Информационная безопасность систем радиосвязи, используемых на яо
- •12.11.1 Обеспечение информационной безопасности в системах радиосвязи, используемых на предприятиях Минатома России
- •12.11.2. Классификация систем радиосвязи, используемых на яо, по требованиям безопасности информации
- •Требования ко второму классу
- •Требования к классу 2а
- •Требования к первому классу
- •Требования к классу 1б
- •Требования к классу 1а
- •12.12. Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
6.3. Телекамеры и объективы
Основными и центральными элементами всех СТН являются телекамеры. От выбора ТК зависит качество передаваемой информации. Если необходимо не только наблюдать общую обстановку на объекте, но и проводить идентификацию, то к выбору камер следует подходить с большим вниманием. В большинстве случаев нелегко разобраться в многообразии представленных ТК, и выбрать именно те камеры, которые будут оптимально подходить для выполнения поставленной задачи. Ниже рассмотрены основные технические характеристики телекамер, которые потребуются при построении качественной СТН, а также основные методы их выбора.
6.3.1. Современные тк
Структура.
Телекамера - устройство, преобразующее световой поток, отраженный от объекта, в электрические сигналы, используя физические и химические свойства фоточувствительных материалов. Цель камеры - обеспечить быстрое получение надежной видеоинформации. Камера содержит следующие основные компоненты (рис. 6.1.):
датчик изображения;
устройство формирования сигнала;
устройство синхронизации;
усилитель видеосигнала;
схема автоматической регулировки уровня (АРУ) сигнала;
блок питания (не во всех камерах).
Рис. 6.1. Общая структура телекамеры
Рассмотрим подробнее назначение и принципы работы отдельных узлов и блоков видеокамер.
Все современные телевизионные камеры строятся на основе полупроводниковых ПЗС-матриц (ПЗС – прибор с зарядовой связью). Существуют камеры на электронно-лучевых трубках типа “видикон”, которые практически не используются в настоящее время. Свет, падающий на матрицу, преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается и выводится на монитор. Поверхность ПЗС-матрицы состоит из множества светочувствительных элементов - пикселей, которые являются самыми маленькими деталями датчика изображения. Количество пикселей определяет такую характеристику ТК, как разрешающая способность. Чем больше пикселей содержит ПЗС-матрица, тем выше четкость и качество получаемого от камеры изображения.
Полный видеосигнал, синхронизирующие импульсы
Для правильного понимания алгоритма образования и передачи видеосигнала необходимо полностью/подробно рассмотреть состав полного видеосигнала (ПВС). Что также целесообразно для правильного понимания необходимости синхронной работы компонентов СТН.
В телевидении используется принцип последовательной во времени передачи изображения - элемента за элементом. Этот принцип лежит в основе происходящего на ПЗС преобразования изображения в электрический сигнал. Оптическое изображение объекта проектируется с помощью объектива на светочувствительную поверхность (ПЗС-матрица). Величина зарядов, образующихся на каждом пикселе ПЗС-матрицы, пропорциональна яркости отдельных элементов изображения. Последовательно происходит считывание накопленных на ПЗС-матрице зарядов. Считывание происходит одновременно по горизонтали и по вертикали. При считывании слева направо развертывается строка изображения. Заряды считываются последовательно: элемент за элементом и строка за строкой (рис. 6.2). В результате образуется сигнал изображения, несущий информацию об изменении яркости элементов передаваемого изображения. Эффект движения достигается путем передачи достаточного количества неподвижных изображений (кадров) в секунду, представляющих собой отдельные статические фазы движения.
Рис. 6.2. Считывание строк кадра
Формирование сигнала изображения производится таким образом, что наиболее темным местам передаваемого изображения соответствует наибольшей величины электрический сигнал. Если принять максимальный уровень амплитуды видеосигнала за 100%, то сигнал изображения будет занимать место между уровнем 15% (уровень белого) и 75% (уровень черного).
Синхронная и синфазная работа считывающих устройств на передающей и развертывающих устройств на приемной сторонах, обеспечивается с помощью синхронизирующих импульсов, создаваемых схемой синхронизации. В ней вырабатываются также гасящие импульсы, предназначенные для закрывания приемной трубки кинескопа монитора на время обратных ходов развертки по строкам и кадрам (наличие светлых линий на экране кинескопа - следов обратных ходов - мешало бы наблюдению за изображением). Гасящие импульсы вводятся в видеосигнал во время обратного хода луча. Они следуют после передачи каждой строки и кадра и называются соответственно строчными и кадровыми гасящими импульсами [6.1]. Амплитуда гасящего импульса всегда соответствует уровню черного, т. е. занимает 75% от общего уровня видеосигнала. Синхронизирующий импульс по своему уровню занимает место от 75 до 100% общего уровня видеосигнала, т. е. располагается в области “чернее черного” [6.3].
В интервалах гасящих импульсов в видеосигнал вводится сигнал синхронизации приемников, состоящий из строчных и кадровых синхронизирующих импульсов. Эти импульсы должны быть такими, чтобы можно было с помощью простых средств отделить их от сигнала изображения и друг от друга. Уровень синхронизирующих импульсов расположен ниже уровня гасящих импульсов. Это позволяет легко отделить синхронизирующие импульсы от сигнала изображения. Чтобы отделить строчные синхронизирующие импульсы от кадровых синхронизирующих импульсов (например, с помощью дифференцирующих и интегрирующих цепочек), их делают разными по длительности.
Между уровнями “черного” и гасящих импульсов имеется защитный интервал, равный 0...5% размаха полного видеосигнала. Этот интервал предохраняет от захода сигнала изображения за уровень гасящих импульсов и, следовательно, возможного срыва синхронизации генераторов разверток.
Полный видеосигнал включает сигнал изображения, строчные и кадровые синхронизирующие импульсы и гасящие импульсы. Параметры всех импульсов, вводимых в телевизионный сигнал, нормируются соответствующим стандартом.
Синхронизация ТК может быть внутренняя (от встроенного в камеру кварцевого генератора) и внешняя. В свою очередь, камеру с внешней синхронизацией можно синхронизировать:
от сети питания:
от специального устройства – синхрогенератора;
от другой, выбранной ведущей, телекамеры.
Функции отдельных схем телекамер.
При использовании камеры в условиях сильно изменяющейся освещенности, для поддержания выходного видеосигнала в определенных пределах, в камерах предусмотрены специальные устройства и схемы.
Компенсация заднего света - способность камеры автоматически устанавливать выдержку, диафрагму и параметры усиления по некоторому фрагменту изображения (обычно по центру).
Во многих современных моделях камер предусмотрена специальная функция - аппаратная "компенсация заднего света". В простейшем случае камера с компенсацией заднего света настраивается не на среднюю освещенность, а на освещенность центральной части изображения. Тогда, за счет некоторого ухудшения качества изображения в засвеченной части матрицы, получается хорошее качество в центре поля обзора.
Электронный затвор. В течение суток освещенность на контролируемом объекте претерпевает существенные изменения. Для того чтобы поддерживать на постоянном уровне видеосигнал, используется встроенный в камеру автоматический электронный затвор (Electronic Shutter или Auto-Shutter).
Электронный затвор - устройство, которое встроено в ПЗС-матрицу камеры, изменяющее чувствительность камеры путем управления временем накопления электронного заряда - аналог выдержки фотоаппарата. В некоторых случаях электронный затвор может заменить объектив с автоматической диафрагмой (см. Диафрагма). Время “выдержки” может изменяться в пределах от 1/50 до 1/10000 с, что позволяет работать камерам при освещенности от 1 до 8000 лк. Камеры с объективами без диафрагмы следует использовать только внутри помещений, так как мощности электронного затвора не достаточно, чтобы отработать яркий солнечный свет или его отражение.
Уровень черного - уровень электрического сигнала в полном видеосигнале, представляющего собой черный цвет. В видеокамере может применяться специальное устройство автоматической привязки к черному цвету, которое определяет самую темную часть изображения как оптически черный цвет, повышая в некоторых случаях контрастность изображения.
Ограничитель белого - схема внутри камеры, ограничивающая максимальное значение напряжения белого цвета в выходном видеосигнале на определенном уровне.
Гамма-коррекция - нелинейная обработка сигнала, которая корректирует шкалу градаций серого на изображении. Использование данной коррекции улучшает визуальное восприятие изображения.
Наличие в ТК гамма-коррекции влияет на точность передачи контраста изображения. Эта корректировка необходима из-за несоответствия преобразования изображения в камере и мониторе.
Кинескоп в мониторе имеет степенную зависимость яркости от сигнала (показатель степени 2,2), что приводит к уменьшению контрастности в темных участках и к увеличению в ярких; в то же время современные ПЗС-матрицы производят линейный сигнал. Для компенсации общей нелинейности в камеру встраивается устройство гамма-корректор, искажающее сигнал с показателем степени 1/2,2 (0,45). На некоторых камерах можно выбрать коэффициент искажения (0,6 или 0,45).