Комплексные системы безопасности: теоретические основы построения и функционирования
Покупка
Новинка
Основная коллекция
Издательство:
ПресСто
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 288
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-6050571-2-3
Артикул: 835543.01.99
В учебнике рассмотрены теоретические основы построения и функционирования комплексных систем безопасности. Даны методологические основы системного анализа объектов, рисков и методов противодействия рискам. Проанализированы вопросы построения иерархических структур. Описана технология аналитического моделирования сложных систем применительно к проблеме формализованного описания комплексных систем безопасности, особенности их моделирования и функционирования, планирования управления и технического обслуживания на объектах УИС. Рассмотрены вопросы назначения, принципы действия и области применения элементов комплексных систем безопасности, используемых на объектах ФСИН России. Содержание работы включает в себя теоретическую часть, примеры практического применения и тестовые вопросы для закрепления материала. Предназначен для обучающихся по инженерно-техническим специальностям и направлениям подготовки, а также для практических работников территориальных органов ФСИН России.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 10.03.01: Информационная безопасность
- ВО - Специалитет
- 10.05.04: Информационно-аналитические системы безопасности
- 10.05.05: Безопасность информационых технологий в правоохранительной сфере
- 10.05.07: Противодействие техническим разведкам
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ФСИН РОССИИ Кафедра технических комплексов охраны и связи А. В. Лубенцов А. В. Душкин КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ Учебник Иваново 2023
УДК 007.51, 303.732 ББК 16.333.23 Л82 Утверждено методическим советом Воронежского института ФСИН России 15 ноября 2022 г., протокол № 3 Р е ц е н з е н т ы: профессор кафедры информационной безопасности ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет “Московский институт электронной техники”» доктор технических наук, доцент В. А. Щербаков; начальник кафедры основ радиотехники и электроники Воронежского института ФСИН России кандидат технических наук, доцент Р. Н. Андреев Лубенцов, А. В. Комплексные системы безопасности: теоретические основы построения и функционирования : учебник / А. В. Лубенцов, А. В. Душкин ; ФКОУ ВО Воронежский институт ФСИН России. – Иваново : Издательско-полиграфический комплекс «ПресСто», 2023. – 288 с. ISBN 978-5-6050571-2-3 В учебнике рассмотрены теоретические основы построения и функционирования комплексных систем безопасности. Даны методологические основы системного анализа объектов, рисков и методов противодействия рискам. Проанализированы вопросы построения иерархических структур. Описана технология аналитического моделирования сложных систем применительно к проблеме формализованного описания комплексных систем безопасности, особенности их моделирования и функционирования, планирования управления и технического обслуживания на объектах УИС. Рассмотрены вопросы назначения, принципы действия и области применения элементов комплексных систем безопасности, используемых на объектах ФСИН России. Содержание работы включает в себя теоретическую часть, примеры практического применения и тестовые вопросы для закрепления материала. Предназначен для обучающихся по инженерно-техническим специальностям и направлениям подготовки, а также для практических работников территориальных органов ФСИН России. УДК 007.51, 303.732 ББК 16.333.23 © ФКОУ ВО Воронежский институт ФСИН России, 2023 © Лубенцов А.В., Душкин А.В., 2023 Л82 ISBN
Оглавление Введение ........................................................................................................................... 7 Глава 1 Общие вопросы организации безопасности объектов ................................. 11 1.1 Основные термины, определения и применяемые методы ...................... 11 1.2 Классификация объектов, требующих обеспечения безопасности, общие принципы ........................................................................ 14 1.3 Классификация потенциальных угроз безопасности ................................ 19 1.4 Классификация возможных потерь ............................................................. 24 1.5 Общие принципы организации защиты объектов ..................................... 26 1.6 Общие принципы построения систем безопасности ................................. 28 1.7 Условия функционирования систем безопасности ................................... 30 1.8 Модель построения комплексной системы безопасности ........................ 30 1.9 Общие принципы формирования комплекса средств обеспечения безопасности на объектах УИС ......................................................................... 31 Список литературы к главе 1 ............................................................................. 37 Глава 2 Ранжирование объектов, рисков и моделей безопасности .......................... 40 2.1 Метод анализа иерархий .............................................................................. 40 2.2 Ранжирование объектов по ценности ......................................................... 46 2.3 Ранжирование объектов по расположению ................................................ 48 2.4 Ранжирование объектов по доступности, метод эшелонированной обороны ................................................................................ 49 2.5 Ранжирование рисков по убыточности ....................................................... 52 2.6 Ранжирование рисков по вероятности их возникновения ........................ 56 2.7 Ранжирование моделей систем безопасности по их эффективности ..................................................................................................... 62 2.8 Статистические модели ................................................................................ 63 2.8.1 Модель МАИ ................................................................................. 64 Список литературы к главе 2 ............................................................................. 66
Глава 3 Системный анализ рисков и построение матрицы рисков .......................... 71 3.1 Системный анализ списка рисков ............................................................... 71 3.1.1 Риски природного (псевдоприродного) характера .................... 77 3.1.2 Риски антропогенного характера ................................................ 99 3.2 Методы и алгоритмы оценки убытков при реализации рисков ................................................................................................................. 113 3.3 Анализ методов и алгоритмов оценки затрат на противодействие рискам ............................................................................. 122 3.4 Анализ методов и алгоритмов построения матрицы рисков .................. 125 3.5 Оптимизация матрицы рисков ................................................................... 127 Список литературы к главе 3 ........................................................................... 130 Глава 4 Структурный анализ особенностей систем контроля и управления доступом ....................................................................................................................... 133 4.1 Визуальный контроль ................................................................................. 139 4.2 Доступ по паролю ....................................................................................... 139 4.3 Преграждающие устройства ...................................................................... 139 4.4 Биометрия .................................................................................................... 141 4.4.1 Доступ по отпечатку пальца ...................................................... 143 4.4.2 Доступ по фото сетчатки глаза .................................................. 145 4.4.3 Доступ по распознаванию формы лица .................................... 147 4.4.4 Доступ по рисунку вен лица, рисунку вен ладоней ................ 148 4.4.5 Использование вживления чипов .............................................. 149 4.4.6 Доступ по биомеханике движения ............................................ 149 4.4.7 Сложные системы доступа, экзотика ........................................ 150 4.5 Оптимизация в СКУД ................................................................................. 150 4.6 Применение методов оптимизации в СКУД ............................................ 151 4.7 Методы и алгоритмы применения теории распознавания образов для идентификации рисков .............................................................................. 162 4.8 Полиномиальные сплайны. Постановка задачи. Характеристики сплайна. Выбор вида сплайна ............................................. 163
4.8.1 Задание начальных и граничных условий ................................ 165 4.8.2 Построение модели. Построение сплайна ................................ 167 4.9 Специальное математическое и алгоритмическое обеспечение определения диапазонов коэффициентов полиномиальных сплайнов для идентификации образа ............................................................................... 168 4.10 Определение диапазона коэффициентов полиномиальных сплайнов для идентификации образа .............................................................. 169 4.11 Перспективы СКУД .................................................................................. 174 Вопросы для проверки ...................................................................................... 175 Список литературы к главе 4 ........................................................................... 176 Глава 5 Системный анализ моделей систем безопасности ..................................... 179 5.1. Виды систем безопасности ........................................................................ 179 5.1.1 Внешняя охрана ........................................................................... 179 5.1.2 Безопасность на транспорте ....................................................... 191 5.1.3 Системный анализ досмотровых систем .................................. 191 5.1.4 Противодействие беспилотным летательным аппаратам ....... 202 5.1.5 Внутренняя охрана ...................................................................... 205 5.2 Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) .......................................... 209 5.3 Соответствие системы охраны особенностям матрицы рисков объекта ................................................................................................................ 209 5.4 Средства противодействия рискам ............................................................ 215 Список литературы к главе 5 ........................................................................... 216 Глава 6 Системный анализ комплексных систем информационной безопасности ................................................................................................................ 218 6.1 Информационная безопасность ................................................................. 218 6.2 Системный анализ последовательности управленческих решений при моделировании комплексной системы информационной безопасности ...................................................................................................... 221 6.3 Системный анализ процедуры создания КСИБ ....................................... 223 6.4 Системный анализ ранжирования рисков ................................................ 227
6.5 Системный анализ структуры комплексной системы информационной безопасности ....................................................................... 232 6.6 Системный анализ ранжирования конфиденциальной информации .... 233 6.7 Инклюзия управленческих решений при создании комплексной системы информационной безопасности ....................................................... 235 6.8 Международные стандарты создания КСИБ ........................................... 236 Список литературы к главе 6 ........................................................................... 237 Глава 7 Системный анализ методов и алгоритмов построения оптимальной модели комплексной системы безопасности ............................................................ 239 7.1 Постановка задачи оптимизации и определение граничных условий ....... 239 7.2 Модели оптимизации и их системный анализ ......................................... 243 7.3 Принципы построения моделей комплексной системы безопасности ...... 246 7.4 Эффективность и функции комплексной системы безопасности .......... 249 7.5 Соответствие комплексной системы безопасности матрице рисков. Методология построения комплексной системы безопасности .................. 254 7.6 Методы и алгоритмы решения задач принятия оптимальных решений и управления в модели комплексной системы безопасности, их системный анализ ......................................................................................... 257 7.7 Методы и алгоритмы оптимизации списка рисков ................................. 259 7.8 Системный анализ составления перечня задач по противодействию рискам. Методы и алгоритмы оптимизации технических параметров и состава комплексной системы безопасности .............................................. 262 7.9 Системный анализ оптимизации комплексной системы безопасности ...................................................................................................... 264 7.10 Методология принятия решений и управления в модели комплексной системы безопасности ...................................................................................... 267 Список литературы к главе 7 ........................................................................... 271 Заключение ................................................................................................................... 279 Список литературы для углубленного изучения ..................................................... 282
ВВЕДЕНИЕ Проблема обеспечения безопасности представляется главной потребностью человечества. Она во все времена была самой трудноразрешимой. Такой она осталась и в наше время. В особой мере, касаясь современной российской действительности, эту проблему можно отнести к обеспечению безопасности сферы бизнеса и государственных организаций. Риски, возникающие здесь, зачастую на несколько порядков выше, чем в других видах деятельности, что может привести к гибели людей или к значительным потерям, оцениваемым многими миллионами и даже миллиардами рублей. Концепция общественной безопасности в Российской Федерации, утвержденная Президентом РФ в ноябре 2013 г., является первостепенным документом стратегического планирования в обозначенной сфере, содержит указание об источниках угроз общественной безопасности, определяет цели, задачи, принципы, а также основные направления деятельности по ее обеспечению. С марта 2022 г. Совет Безопасности готовит к принятию проект новой Концепции общественной безопасности в Российской Федерации до 2030 г. На сегодняшний день наряду с исполнением указанной задачи назрела необходимость корректировки концептуальных подходов к системе обеспечения всех видов безопасности. Прежде всего, это связано с объективными обстоятельствами, отражающими динамику развития как отношений в сфере общественной безопасности, так и научно-технической базы. Только решив задачу обеспечения безопасности для всех структур, следует рассчитывать на достижение стабильности в обществе и устойчивое развитие экономики. Система безопасности представляет собой методологию теоретических подходов и практических действий, обеспечивающих максимально полную защиту от всех видов рисков и угроз деятельности рассматриваемого объекта. Построение комплексной системы безопасности (КСБ) представляет собой поэтапное решение вопросов, связанных с разработкой и внедрением стратегической концепции развития любой организации.
Вопросам изучения отдельных систем безопасности, построения системы сбора информации, обработки и принятия управленческих решений по сложившейся обстановке посвящены исследования и учебники многих отечественных ученых и специалистов: В. А. Алексеева, А. В. Измалкова, В. П. Копашина, В. В. Кульбы, А. В. Толстых, П. М. Фомина, Р. З. Хамитова, В. И. Холстова, М. А. Шахраманьяна, И. М. Янникова и др. В последние годы в России и за рубежом активно проводятся научно-практические работы в области создания различных систем безопасности. Большинство учебно-практических работ посвящены конкретным прикладным аспектам, применению реальных технологий: например, работы В. К. Тагирова, С. А. Хмелева, А. П. Стерхова посвящены безопасности в экономике, работы В. В. Волхонского, О. В. Ложкина, П. Нордландера, М. Бабара, С. Азема, Т. Л. Нормана посвящены информационной безопасности, кроме того, авторы предлагают изучение решения конкретных задач. В сфере образования основная масса учебно-методических работ описывает модели безопасности организации учебного процесса в различных учебных заведениях, например труды Д. В. Платонова, Г. Р. Шафиковой, В. М. Корнева, А. В. Проскурякова и др. К сожалению, небольшое число учебно-методических работ посвящено изучению системного анализа процессов, возникающих в связке «объект – риск», рассмотрению синтеза комплексных систем безопасности. Практически нет учебных изданий, объясняющих такие вопросы, как модели распознавания риска, модели оценки трансформации параметров риска во времени, т. е. динамики риска. Во многом это связано со сложностями процесса формализации данных для построения математических моделей, отсутствием репрезентативных массивов данных для статистической обработки, проблемами совместимости методов управления противоборством с различными видами рисков, необходимостью принимать решения в условиях неопределенности.
Однако есть ряд учебно-методических работ, посвященных относительно новому математическому аппарату для моделирования проблем, не поддающихся точному количественному описанию. Этот подход может применяться в изучении задач принятия решений в сложных условиях, в условиях неопределенности исходной информации и нечетких логических построений. Вместе с тем при наличии огромного числа коммерческих предложений систем безопасности нет учебника, описывающего стройную концепцию, связывающую характеристики защищаемого объекта и рисков, которым он подвержен. Это определяет потребность в разработке такого учебника для изучения методов разработки концепции и методологии построения комплексных систем безопасности. Основной проблемой при изучении вопроса обеспечения безопасности является определение перечня опасностей или рисков, которым подвержен объект. Мы будем употреблять термин «риск» как характеристику, соединяющую вероятность возникновения опасности и ее реализацию. Это определяется тем, что все возникающие опасности или риски, рассматриваемые в данной работе, носят вероятностный характер. В учебнике не рассматривались индивидуальные, социальные и ограниченно-информационные риски. В основу данного издания положены материалы известных отечественных и зарубежных учебников и монографий, а также материалы исследований авторов. Содержание работы включает в себя теоретическую часть, примеры практического применения, тестовые вопросы для закрепления материала и список литературы для углубленного изучения. Материал учебника подразумевает, что обучающиеся знакомы с дисциплинами «Математика», «Физика», «Дискретная математика», «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей», «Средства обнаружения и контроля» и др.
Учебник может быть рекомендован к использованию в Воронежском институте ФСИН России адъюнктами всех технических специальностей, курсантами и слушателями, обучающимися на 3, 4 и 5-м курсах по специальностям 11.05.04 Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи по дисциплинам «Инфокоммуникационные системы специального назначения», «Системы контроля и управления доступом», «Эксплуатация инфокоммуникационных систем специального назначения» и 10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем по дисциплинам «Системы контроля и управления доступом», «Инженерные средства охраны». Учебник состоит из семи глав. Первая глава посвящена общим вопросам организации безопасности объектов, изучению вопросов классификации и систематизации объектов, рисков, методов и моделей. Во второй главе обсуждаются вопросы ранжирования объектов, рисков и моделей безопасности, приводится сравнение методов ранжирования, доказывается преимущество метода анализа иерархий, предлагаются варианты его модифицирования. В третьей главе рассматриваются проблемы системного анализа основных рисков и объясняется методика построения матрицы рисков, приводятся практические примеры. В четвертой главе подробно изучаются вопросы структурного анализа особенностей систем контроля и управления доступом. Пятая глава посвящена моделям систем безопасности, рассматриваются их функции, параметры и критерии. В шестой главе разбирается системный анализ комплексных систем информационной безопасности. В седьмой главе предложено изучение методов и алгоритмов построения оптимальной модели комплексной системы безопасности, приведен их системный анализ и даны практические рекомендации. В заключении дан анализ перспективных направлений развития комплексных систем безопасности. Каждая глава снабжена перечнем вопросов для проверки усвоения материала и списком литературы. Для дополнительного изучения рассматриваемых проблем в конце учебника приведен список рекомендованной литературы.