2. Формализация выбора различных вариантов комбинирования средств обнаружения на одном рубеже охраны

Анализ схем построения КСО показал, что в настоящее время среди разрабатываемых и разработанных систем (комплексов) наи­большее распространение получили схемы логической обработки (бинарных сигналов тревоги с отдельных СО) К из N, в частности: 2 по И (N=2, К=1); 3 по И (N=3,K=1); 2 из 3 (N=3, К =2).

Проведенный анализ показывает, что при обработке бинарных сигналов от СО по логической схеме И целесообразно, чтобы все СО обеспечивали одинаковые вероятности обнаружения (а вероят­ности ложных тревог были не хуже заданных). При обработке сигна­лов от СО по схеме ИЛИ целесообразно, чтобы (в единицу времени) совпадали величины вероятностей ложных тревог всех СО, а веро­ятности обнаружения были бы не ниже заданных.

Функционирование всех разработанных к настоящему времени схем логической обработки бинарных сигналов (т.е. по формуле «есть или нет сигнала тревоги на выходе СО») для КСО основано на том, что число сработавших в течение времени памяти (время, в течение которого должны прийти сигналы от СО) СО должно достигнуть или превысить заданную величину К (схема логической обработки К из N). В этом случае формируется общий сигнал тревоги. Достоинством та­кого алгоритма обработки сигналов от различных СО является его несомненная простота, однако отсутствие учета индивидуальных осо­бенностей и характеристик каждого отдельно взятого СО не позволя­ет добиться наилучшего соотношения между вероятностью обнару­жения и вероятностью (частотой) ложной тревоги КСО в целом. В то же время различные отдельные СО обладают разными значениями вероятности обнаружения и вероятности ложной тревоги, в связи с чем появление на выходе СО сигнала тревоги говорит о появлении нарушителя с различной степенью достоверности для разных СО. Таким образом, возникает необходимость применять алгоритмы логи­ческой обработки для КСО, позволяющих за счет учета индивидуаль­ных особенностей СО добиваться уменьшения вероятности ложной тревоги СО при сохранении возможности обеспечения заданной ве­роятности обнаружения. Сигналы тревоги от отдельных СО будут в этом случае обрабатываться не как одинаково достоверные и алго­ритм обработки будет меняться в зависимости от применяемых СО.

В настоящее время известны два таких алгоритма обработки бинарных сигналов от СО:

• на основе возможных комбинаций сработавших СО,

• на основе присвоения СО весовых коэффициентов.

Рассмотрим первый алгоритм на примере трех СО, для каждо­го из которых известны их вероятности обнаружения P_1tP₂,P3 и ве­роятности ложной тревоги P1.P2.P3. Появление произвольной ком­бинации при проходе нарушителя (например, 101 - сработали пер­вое и третье СО, а второе не сработало) происходит для СО, рабо­тающих на различных физических принципах действия и харакгери-

При этом видно, что при синтезе оптимального алгоритма це­лесообразнее, чтобы общий сигнал тревоги формировался при сра­батывании только третьего СО 0=4), чем при срабатывании первого и второго (j=5), что и обуславливает преимущества алгоритма по предлагаемой процедуре по сравнению с алгоритмом 2 из 3. Пред­лагаемая схема формирования алгоритмов логической обработки дает в данном случае (см. табл. 7.2) возможность синтеза семи раз­личных алгоритмов (когда общий сигнал тревоги вызывает появле­ние первой комбинации 0=1), первой или второй 0=1 или j=2) и т.д. Каждый из семи алгоритмов отличается своей вероятностью обна­ружения и при этом обеспечивает минимальную вероятность ложной тревоги. Большое число вариантов построения решающего правила (по сравнению с тремя традиционными: И, 2 из 3, ИЛИ) обеспечива­ет большую гибкость при выборе конкретного алгоритма.

При этом все промежуточные градации лежат в наиболее важ­ной области между крайними значениями характеристик схем логи­ческой обработки И и ИЛИ. На рис. 7.1 показаны полученные из табл. 7.2 значения вероятности обнаружения Р и вероятности лож­ных тревог Р, обеспечиваемые традиционными схемами логической обработки И, 2 из 3, ИЛИ (соединены сплошной линией) и предла­гаемыми (штриховая линия).

Видно, что достигаемый положительный эффект обусловлен тем, что последовательный переход от точки 1 к 2, от 2 к 3 и т.д. все­гда происходит по прямой с наибольшим тангенсом угла наклона (в нормальном масштабе), т.е. по пути наибольшего отношения при­ращения вероятности обнаружения к величине приращения вероят­ности ложной тревоги.

Рассмотрим алгоритм на основе присвоения каждому СО ве­совых коэффициентов.

Отметим ряд достоинств и отличительных особенностей полу­ченного алгоритма КСО в соответствии с [(7.4) и (7.5)], как то:

1. Нетрудно убедиться, что этот алгоритм полностью иденти­чен описанному ранее алгоритму упорядочивания комбинаций по

величине отношения AP/APi, однако имеет более простой вид и

удобнее для практической реализации. При этом, несмотря на то, что общий сигнал тревоги формируется при превышении заданного

То есть имеется возможность характеризовать СО не двумя пара­метрами, а одним, обладающим к тому же свойством аддитивности.

Таким образом, при оценке информативности бинарного сиг­нала на выходе СО можно использовать величину lj=qj, считая, что информативность сигнала тем больше, чем больше величина qj.

Рис.7.5. Структурная схема адаптивного КСО

Рис. 7.6. Структурная схема традиционного КСО

Полезно оценить те пределы изменения частоты ложных тре­вог, в которых возникает необходимость в проведении адаптации. Для того чтобы влияние увеличения частоты ложных тревог m на алгоритм функционирования КСО было несущественным, необхо­димо, чтобы поправка, связанная с адаптацией, была по крайней мере на порядок меньше величины qi (7.15):

Показаны области (частично заштрихованы) тех значений т, при которых возможно не учитывать возрастание частоты ложных тревог, в зависимости от среднего значения отношения времени на­работки на ложную тревогу ко времени памяти Ti/r для различных значений вероятности обнаружения Pj отдельного СО. Так, напри­мер, для СО с вероятностью обнаружения Pj=0,9 и временем нара­ботки на ложную тревогу г* =500ч при времени памяти КСО г =1 мин

отношение Ti/r составит 30000 и в соответствии с рис. 7.7 легко убедиться, что нет необходимости применять адаптивный алгоритм (7.11), (7.15) в случае возрастания частоты ложных тревог менее чем в 3,5 раза (т.е. при текущем времени наработки на ложную тре­вогу более 140 ч).