Управление рисками нарушения безопасности инфраструктуры транспортного комплекса

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Учреждение Российской академии наук

ИНСТИТУТ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА РАН

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (управление)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Управление рисками нарушения безопасности инфраструктуры транспортного комплекса

Стиславский Александр Борисович

Москва - 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте системного анализа РАН, лаборатория 0-1 «Информатизация и информационная безопасность»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

ЦЫГИЧКО Виталий Николаевич

Официальные оппоненты:доктор технических наук, профессор

ЛЯПУНЦОВА Елена Вячеславовна

доктор технических наук, профессор

РАХМАНКУЛОВ Виль Закирович

доктор технических наук, профессор МАКАРОВ Валерий Федорович

Ведущая организация:Санкт-Петербургский институт

информатики и автоматизации Российской академии наук

Защита состоится «7» июня 2010 г. в 11.00 часов, аудитория 1506 на заседании диссертационного совета Д.002.086.02 при Институте системного анализа РАН по адресу: 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института системного анализа Российской академии наук

Автореферат разослан «____» ____________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.002.086.02

доктор технических наук, профессорА.И. Пропой

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Актуальность работы определяется необходимостью создания эффективной системы обеспечения безопасности транспортного комплекса страны от террористических угроз и актов незаконного вмешательства в процессы функционирования транспортной отрасли. В настоящее время одним из главных приоритетов государства в области обеспечения национальной безопасности страны является борьба с растущими террористическими угрозами. Антитеррористическая борьба предполагает, прежде всего, активизацию деятельности государства по защите инфраструктуры и населения страны от террористических проявлений. Уже принят целый ряд документов, в которых определяются основы государственной политики в области защищенности опасных объектов и населения Российской Федерации от угроз террористических проявлений. МЧС РФ разработаны общие методические рекомендации по категорированию объектов науки, промышленности, энергетики и жизнеобеспечения по степени их потенциальной опасности и диверсионно-террористической уязвимости. Приняты законы «О борьбе с терроризмом», «О транспортной безопасности».

Следующим шагом в реализации государственной политики в сфере обеспечения безопасности объектов инфраструктуры страны должна стать разработка, на основе принятых основополагающих документов, практических методик, учитывающих специфику инфраструктуры конкретных отраслей народного хозяйства.

Эта задача стоит и перед транспортной системой страны. Модернизация и развитие транспортной системы, обеспечение эффективного взаимодействия всех видов транспорта при осуществлении смешанных перевозок является центральной задачей в планах социально-экономического развития страны на ближайшее десятилетие. На ее решение предполагается выделить сотни миллиардов рублей. Развитие транспорта должно оживить экономику отсталых регионов России, способствовать созданию единого экономического пространства, укрепить социально-политическое единство страны. Транспортная система России должна стать частью мировой транспортной системы, способной обеспечить транзит грузов и пассажиров через территорию страны, стать главным мостом между Европой и странами Азии.

Эти актуальные для нашей страны задачи могут быть решены только при надежном обеспечении транспортной безопасности, поскольку транспортная инфраструктура является наиболее уязвимой со стороны террористических угроз. Это объясняется такими специфическими особенностями транспортных отраслей, как большая протяженность транспортных магистралей, распространенность объектов транспортной инфраструктуры по всей территории страны, обслуживание большого потока пассажиров и грузов, в том числе опасных, различные формы собственности объектов инфраструктуры и др. Эти особенности транспортной системы создают сложные проблемы при организации защиты объектов транспортной инфраструктуры.

Наше государство, на котором лежит полная ответственность за обеспечение транспортной безопасности, должно в этих условиях создать эффективную систему защиты транспортной инфраструктуры, ориентируясь на передовой зарубежный опыт и соизмеряясь с экономическими возможностями страны.

Проблемная ситуация заключается в том, что все объекты транспортной инфраструктуры полностью защитить невозможно. Для этого потребовались бы средства, соизмеримые со стоимостью самой транспортной системы, что не может себе позволить ни одна, даже самая богатая, страна. Реально возможна только выборочная защита отдельных объектов инфраструктуры, позволяющая минимизировать ущерб от потенциальных угроз террористического характера. Выбор объектов защиты является сложной научно-практической задачей, от успешного решения которой во многом зависит эффективность системы обеспечения транспортной безопасности.

Опасные объекты транспортной инфраструктуры России в разной степени защищены от террористических угроз в соответствии с требованиями, принятыми в каждом виде транспорта. Однако, как показывает печальный опыт в нашей стране и за рубежом, этой защиты оказывается недостаточно для предотвращения крупных техногенных катастроф и террористических актов. До настоящего времени в стране не существует эффективной системы выработки требований к защите объектов транспортной инфраструктуры на основе мониторинга угроз транспортной безопасности. Практически отсутствуют централизованная система мониторинга состояния транспортной безопасности опасных объектов транспортной инфраструктуры видов транспорта и система контроля выполнения требований по обеспечению транспортной безопасности. Решение этих задач должна взять на себя создаваемая в настоящее время единая система обеспечения транспортной безопасности страны, функционирование которой предусмотрено ФЗ «О транспортной безопасности».

Первым шагом на этом пути должно стать решение актуальной научной проблемы - создание методологии, методического инструментария и программных средств для выработки требований по обеспечению безопасности объектов транспортной инфраструктуры и мониторинга полноты и качества выполнения этих требований.

Наиболее рациональным и уже опробованным в целом ряде стран путем решения проблемы является категорирование (классификация) объектов транспортной инфраструктуры по степени их потенциального ущерба в случае реализации наиболее опасного сценария террористической атаки и определение необходимой степени защиты для каждой категории объектов на основе оценки рисков нарушения их безопасности. Этот подход принят и у нас в стране, закреплен в документах МЧС, в законе «О транспортной безопасности», в «Государственной концепции обеспечения транспортной безопасности России» и других официальных документах.

Вместе с тем, практическая реализация этого подхода в транспортной системе страны связана с необходимостью решения целого ряда технических, технологических, организационно-экономических, методологических и методических проблем.

Для практической реализации закона «О транспортной безопасности» необходимо создание единой автоматизированной системы обеспечения безопасности транспортного комплекса страны. Центральной частью этой системы должен стать аппаратно-программный комплекс (АПК), решающий весь спектр задач выработки и выполнения требований к защите объектов транспортной инфраструктуры и мониторинга их выполнения. Этот комплекс должен строиться на единой методологической и методической безе с учетом особенностей каждого вида транспорта.

Основой диссертационной работы явились теоретические и методические положения по вопросам исследования, прогнозирования развития и обеспечения безопасности сложных социально-экономических и технических систем, нашедшие отражение в трудах Цыгичко В.Н., Черешкина Д.С., Козлова Ю.П., Есипова Ю.В., Зегжды П.Д., Самсонова Ф.А., Ерохиной Е.А., Домакова В.В., Герасименко В.А., Черемисина А.И., Рыжкова Ю.И., Соколова В.Н., Садовского В.Н., Кузнецова О.Б., Ваганова П.А., Вишнякова Я.Д., Радаева Н.Н., Кононова А.А., Смоляна Г.Л.

Актуальность темы диссертационной работы и решаемых в ней задач подтверждается включением исследований по ним в планы специальных научно-исследовательских работ Минтранса РФ, Мининформтехнологий РФ, МЧС РФ, МВД РФ.

Цель диссертации состоит в разработке методологии и методов создания системы обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры и управления рисками нарушения их безопасности. Результаты работы направлены на практическую реализацию основных положений закона «О транспортной безопасности».

Для реализации этой цели автором решены следующие задачи:

Проведен анализ зарубежного опыта в сфере обеспечения безопасности критически важных объектов (КВО) национальной инфраструктуры и выработаны рекомендации по его использованию.

Разработана концептуальная модель функционирования транспортного комплекса в условиях существования потенциальной угрозы террористических актов на объектах транспортной инфраструктуры.

Разработана методология и принципы создания системы обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспорта и управления рисками нарушения их безопасности.

Разработаны методики решения всего комплекса задач, связанных с созданием системы обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры и управления рисками нарушения их безопасности.

Разработана теория и методы оценки эффективности систем обеспечения транспортной безопасности.

Разработаны методы управления рисками нарушения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

Выполнена практическая реализация разработанной методологии и методов на примере обеспечения безопасности объектов транспортной инфраструктуры авиационного транспорта.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются системный анализ, математическое моделирование, теория принятия решений, теория множеств, теория вероятностей.

Обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций определяется корректным применением методов исследования.

Достоверность научных результатов подтверждена детальным обоснованием выдвинутых научных гипотез, получением основанных на них научных результатов с использованием строгого математического аппарата, проверкой разработанных в диссертации методологии и методов компьютерным моделированием и положительными результатами практического внедрения. Апробация основных результатов работы на научных конференциях и успешное внедрение в практику видов транспорта позволяют сделать вывод об адекватности разработанных методологии и методов.

Объектом исследований является транспортный комплекс в условиях существования потенциальной угрозы террористических актов на объектах транспортной инфраструктуры.

Предметом исследований являются методы обеспечения транспортной безопасности от угроз террористического и иного характера.

Научная новизна работы заключается в создании концептуальной математической модели функционирования транспортного комплекса страны, как сложной многоуровневой, территориально распределенной и изменяющейся во времени системы, в условиях существования угрозы совершения террористических актов на объектах транспортной инфраструктуры и разработке методологии и методов создания системы обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры и управления рисками нарушения их безопасности.

В частности разработаны:

1. Концептуальный подход к решению проблемы обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры.

Концептуальная модель функционирования транспортного комплекса в условиях существования потенциальной угрозы террористических актов на объектах транспортной инфраструктуры.

Методики и практические процедуры решения всего комплекса задач обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры и управления рисками нарушения их безопасности.

Методология управления рисками нарушения безопасности объектов транспортной инфраструктуры на основе оценки эффективности систем обеспечения транспортной безопасности.

Методики оценки потенциального ущерба объектам транспортной инфраструктуры авиационного транспорта, как основы их категорирования по степени опасности.

Актуальность и научная новизна результатов работы подтверждены их использованием в работе подразделений, отвечающих за транспортную безопасности в Минтрансе РФ и ряде транспортных агентств, а также включением предложенных подходов в федеральный закон «О транспортной безопасности», подтверждением их правильности в ходе последующего мониторинга правоприменительной практики.

Практическую значимость работы составляют:

Программный комплекс решения в автоматизированном режиме перечисленных в Законе «О транспортной безопасности» задач обеспечения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

Методика определения количества категорий потенциальной опасности объектов инфраструктуры и транспортных средств в соответствии с особенностями объекта и вида транспорта.

Методика идентификации объектов транспортной инфраструктуры.

Методика категорирования транспортной инфраструктуры.

Методика индексации опасных объектов и транспортных средств в соответствии с категорией и внутривидовой классификацией объекта.

Методика построения моделей угроз для каждого типа объектов и транспортных средств.

7. Методика оценки допустимой стоимости системы обеспечения безопасности каждого типа объектов и транспортных средств.

8. Методика построения профилей защиты для каждого типа объектов и транспортных средств в соответствии с их категорией, моделями угроз и допустимой стоимостью системы защиты.

9. Методика формирования требований для каждого типа объектов и транспортных средств в соответствии с его категорией и профилем защиты.

10. Методика оценки уязвимости объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств в зависимости от степени выполнения на них требований по обеспечению безопасности.

11. Методика расчета рисков нарушения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

12. Методики расчета потенциального ущерба объектам транспортной инфраструктуры в результате реализации террористической атаки.

Основные положения, выносимые на защиту.

Концепция обеспечения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

Концептуальная модель функционирования транспортного комплекса в условиях существования потенциальной угрозы террористических актов на объектах транспортной инфраструктуры.

Методики и практические процедуры решения всего комплекса задач обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры и управления рисками нарушения их безопасности.

Теория и методы управления рисками нарушения транспортной безопасности на основе оценки эффективности систем обеспечения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

Результаты практической реализации разработанной методологии и методов при создании системы обеспечения безопасности аэропортов.

Квалификационная характеристика работы. Диссертация классифицируется как решение крупной научной проблемы, имеющей важное социально-экономическое значение и вносящие вклад в укрепление национальной безопасности государства.

Внедренные результаты.

Результаты диссертационной работы внедрены в законодательную деятельность, работу служб безопасности Минтранса РФ, Федерального дорожного агентства и Федерального агентства воздушного транспорта.

Связь работы с научными программами, темами, грантами.

Результаты диссертационной работы были получены автором в ходе проведения НИР в Институте системного анализа. Автор принимал участие в следующих НИР:

«Проектирование государственной информационной системы электронного взаимодействия органов государственной власти, органов местного самоуправления, а также учреждений и организаций в системе предупреждения и предотвращения чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера, террористических проявлений, а также обеспечение безопасности населения и критических объектов инфраструктуры от чрезвычайных ситуаций» (шифр «Защита-2004»). Отчет по этапу 2.

«Формирование перечня требований по обеспечению транспортной безопасности на основе категорирования объектов инфраструктуры видов транспорта по степени опасности». «Методические рекомендации». 2005.

«Методика государственного категорирования объектов дорожного хозяйства по степени их потенциальной опасности». 2006.

«Научное обеспечение разработки системы категорирования и оценки уязвимости объектов инфраструктуры воздушного транспорта». Часть 1 «Научное обоснование (концепция) разработки системы категорирования и оценки уязвимости объектов инфраструктуры воздушного транспорта». 2006.

«Методика оценки диверсионно-террористической защищенности (анализа уязвимости) объектов дорожного хозяйства». 2006.

«Разработка проектов нормативно-технических документов по организации деятельности Федерального дорожного агентства по обеспечению диверсионно-террористической защищенности объектов дорожного хозяйства». 2007.

«Проведение исследований и разработка материалов в проект концепции и системный проект Единой государственной информационной системы обеспечения транспортной безопасности». 2007.

«Концепция обеспечения безопасности объектов инфраструктуры ОАО «Международный аэропорт Шереметьево» на основе категорирования». 2008.

«Разработка методов обеспечения безопасности объектов инфраструктуры ОАО Международный аэропорт Шереметьево на основе категорирования». Часть 1. 2009.

«Методика категорирования аэропортов». Часть 2. 2009.

Также автор участвовал в НИР ФГУП НИИ Гражданской авиации «Методика идентификации потенциально опасных объектов инфраструктуры аэропортов». 2009.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных конференциях: VII Международная научно-практическая конференция «Терроризм и безопасность на транспорте», Москва, февраль 2008г.; 6-th Eastern European e/Government Days, Prague, April 2008; XVII Международная научная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов», Москва, май 2008г.; Международный салон «Комплексная безопасность», Круглый стол «Безопасность транспорта», Москва, май 2008г.; VIII Международная научно-практическая конференция «Терроризм и безопасность на транспорте», Москва, февраль 2009г.; Научно-практическая конференция «Общественная и государственная безопасность в условиях мирового экономического кризиса», Москва, сентябрь 2009г.; VI Санкт-Петербурской межрегиональной конференции «Информационная безопасность регионов России»), Санкт-Петербург, октябрь 2009г.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 29 печатных трудах, включающих 2 монографии и 10 статей в журналах из перечня журналов, рекомендованных ВАК России. Также зарегистрирована 1 программа для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 111 наименований. Материал изложен на 199 страницах, содержит 24 рисунка и 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, определена научная проблема, цель и научные задачи, решаемые в диссертации. Сформулированы научная новизна, практическая значимость работы и основные положения, выносимые на защиту. Дана характеристика публикаций по теме диссертации, структуры и объема работы.

Первая глава посвящена анализу зарубежного опыта в сфере обеспечения безопасности критически важных объектов (КВО) национальной инфраструктуры и выработке рекомендаций по его использованию в системе обеспечения транспортной безопасности России.

В последние годы западные специалисты, уделяют особое внимание оценке возможных последствий для жизнедеятельности государства воздействия террористических атак на жизненно важные объекты национальной инфраструктуры. Главную угрозу для жизнедеятельности страны могут представлять объекты, выведение из строя которых приводит к нарушению транспортных и энергетических систем, водоснабжения и др. в масштабах страны или отдельных районов. При этом отмечается, что они обладают относительно низкой защищенностью и имеют большое количество уязвимых точек «несанкционированного доступа», воздействие на которые может привести фактически к полной парализации крупных систем жизнедеятельности государства.

Как показывает проведенный анализ, подход к решению проблемы обеспечения безопасности объектов транспортной инфраструктуры, принятый перечень угроз и вероятность их осуществления во многих странах практически идентичны. Однако США, обладая несравнимо более значимыми финансовыми и материальными ресурсами (по сравнению со всеми странами), сумели развернуть и поддерживать в готовом состоянии действенную систему обеспечения безопасности, функционирование которой основывается на применении подготовленных специалистов и использовании эффективных (и достаточно дорогостоящих) средств. Во многом американская система может служить в качестве эталона для создания подобных систем в других странах.

Следует отметить, что в открытой литературе публикуются материалы, имеющие только общий характер, все работы по методологии и методикам создания и функционирования систем обеспечения безопасности КВО являются закрытыми.

Принятая в США система обеспечения безопасности КВО строится на основе оценки и управления рисками.

Оценка рисков включает объединение информации, касающейся угроз, уязвимости объектов и возможных последствий. Управление рисками основывается на организации мер защиты на основе выработки стратегии снижения рисков. Многие модели и методологии выработаны с учетом использования имеющихся ресурсов на основе критерия «эффективность-стоимость».

Критическая важность объекта учитывает не только масштаб эффекта нарушения его функциональности, но и время, необходимое на его восстановление.

Решающее значение в обеспечении безопасности КВО играет проведение непрерывного мониторинга обстановки, начиная с самого низшего звена и заканчивая глобальными системами наблюдения, которые базируются на использовании космических и авиационных систем.

Особенностью западных государств является то, что большая часть КВО принадлежит частным компаниям, которые несут значительную часть расходов на ее поддержание. Проблема привлечения частного капитала для создания и эксплуатации систем обеспечения безопасности КВО также важна для России, и западный опыт будет полезен при ее решении.

Проведенный в главе анализ состояния и развития систем обеспечения транспортной безопасности позволил сделать ряд значимых для работы выводов:

1. По сравнению с США и развитыми странами Евросоюза, в России процесс формирования и развития правовой, нормативной и методической баз и создание действующих автоматизированных систем обеспечения транспортной безопасности находится на начальном этапе. В настоящее время в этих базах имеется только два Федеральных закона, несколько постановлений Правительства, внутренние распоряжения Министерств и ведомств, ограниченное количество руководящих и методических материалов, имеющих, в большинстве случаев, ведомственный характер.

2. При наличии большого количества различий национальных систем обеспечения безопасности КВО, обусловленных историческими и экономическими факторами, все они строятся на одинаковых принципах и имеют общие черты. Наиболее мощной и развитой системой обеспечения безопасности обладают США, вследствие чего эта система может рассматриваться в качестве образца при проведении анализа и разработки.

3. Основная проблема при создании действенной системы защиты КВО заключается в организации эффективного взаимодействия между различными органами управления и ведомствами, так как при наличии их большого количества уровень и качество связей остается достаточно низким. Во многих случаях, планы реагирования на чрезвычайные ситуации на различных уровнях управления и в различных министерствах являются несогласованными. Многие ведомства используют собственные системы управления и связи, которые являются крайне замкнутыми.

4. Проведенный анализ показал, что сегодня в России первоочередной научной задачей в области обеспечения транспортной безопасности является разработка общей методологии и методов создания автоматизированной системы обеспечения безопасности объектов транспортного комплекса на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры.

Вторая глава посвящена разработке концептуальной модели функционирования единой транспортной системы страны (ЕТС) в условиях возможного поражения объектов транспортной инфраструктуры и формальной постановке задач обеспечения безопасности транспортного комплекса.

Разработанная концептуальная модель ЕТС представляет собой формализованную теорию функционирования транспортной системы и позволяет интерпретировать и исследовать все протекающие в ней процессы в условиях возможных террористических и других негативных воздействий на объекты транспортной инфраструктуры.

Формально-теоретическое описание процессов функционирования ЕТС описывается дискретной математической схемой и представляет собой некоторую временную последовательность состояний системы

Н ={S,Q,P,W,Г}.

Здесь S - матрица структурного состояния ЕТС, отображающая всю систему связей транспортного комплекса,

Q - матрица пространственного состояния ЕТС, отражающая пространственное положение объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств,

Р - матрица внутреннего состояния объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств, отражающая значения показателей их функционирования,

W - матрица состояния естественной среды, в которой действуют объекты транспортной инфраструктуры и транспортные средства,

Г - матрица внешних воздействий, составляющие которой содержат характеристики террористических, криминальных, природных и других негативных воздействий на объекты транспортной инфраструктуры и транспортные средства,

Изменение состояния системы происходит под воздействием вектор управления - U, определяющего целенаправленное поведение всех элементов транспортной системы.

Переменные S, Q, P, W, Г и U образуют фазовое пространство состояний транспортной системы. Точку в этом пространстве называется состоянием ЕТС.

Динамика транспортной системы определяется функционированием объектов инфраструктуры и транспортных средств и их взаимодействием в этом процессе согласно управлениям, которые формируются подсистемами управления. В результате функционирования и взаимного воздействия объектов ЕТС друг на друга они меняют свое внутреннее состояние, положение в пространстве, изменяются их структурные связи, социальная и природная среда и во многих случаях внешние воздействия.

Поскольку параметры состояния и управления транспортной системы S, Q, P, W, Г и U - взаимозависимые функции, то для дискретного описания процесса изменения состояния системы необходимо определить последовательность изменения этих составляющих на каждом n-м шаге. В соответствии с содержанием процессов функционирования ЕТС последовательность изменения составляющих состояния системы , т.е. структура оператора Ф, может быть представлена в следующем виде.

На каждом -м шаге процесса в соответствии с состоянием транспортной системы, сложившимся на предыдущем шаге , и вектором управлений элементы системы воздействуют друг на друга согласно их функциональному назначению, в результате чего меняется их внутреннее состояние, т.е. формируется вектор внутреннего состояния системы на шаге.

Новое внутреннее состояние системы совместно с параметрами и определяет новое пространственное состояние системы . Изменение пространственного положения транспортных средств влечет за собой изменение состояния среды, в которой они действуют, .

Внутреннее состояние объектов, их взаимное положение и условия существования определяют новое состояние связей системы .

На каждом шаге функционирования транспортной системы ее объекты могут подвергаться внешним воздействиям - .

В такой последовательности формируется состояние ЕТС и ее подсистем и элементов на -м шаге процесса , относительно которого отыскивается управление системой , определяющее эволюцию системы на следующем -м шаге.

В соответствии с приведенной последовательностью процесс изменения состояния и управления системы на - шаге представляется рядом отображений:

т.е. оператор Ф - есть последовательность операторов .

Приведенная система отображений представляет собой общий вид формальной схемы функционирования транспортной системы или в нашей терминологии концептуальной моделью ЕТС.

Концептуальная модель ЕТС позволяет интерпретировать и анализировать в своих терминах любые процессы, происходящие в транспортной системе, что в рамках нашего исследования дает возможность разработать наиболее общую формальную постановку задачи обеспечения безопасности транспортного комплекса.

Формальная постановка задачи идентификации объектов, нуждающихся в защите, - определить множество объектов транспортной системы , при выводе из строя которых выполняется условие . Здесь П - потенциал, под которым понимается максимально возможный среднесуточный темп доставки пассажиров и грузов к месту назначения, определяемый пропускными способностями объектов инфраструктуры и количеством транспортных средств. Потенциал ЕТС ПЕТС исчисляется как сумма потенциалов видов транспорта , а потенциалы видов транспорта, как сумма потенциалов объектов их транспортной инфраструктуры , где: - номер вида транспорта, а - номер объекта в -м виде транспорта.

- это выраженный в стоимостной форме ущерб, понесенный транспортной системой в результате прекращения функционирования объекта, и затраты средств на его восстановление - .

- минимальное (допустимое) значение потерянного объектом потенциала, при достижении которого потенциалы высшего порядка существенно изменяются, и этот объект должен быть отнесен к КВО, т.е. требует защиты.

Первая постановка задачи обеспечения транспортной безопасности. Пусть имеется некоторый ограниченный ресурс , который может быть выделен на обеспечение безопасности -го вида транспорта, и известны зависимости вероятности поражения -го объекта от величины ресурса, выделенного на его защиту .

Естественно предположить, что величина ожидаемого ущерба -му объекту -го вида транспорта пропорциональна величине ресурса, затраченного на его защиту :

Требуется найти такое распределение ресурса , выделенного на защиту КВО между объектами -го вида транспорта, так, чтобы минимизировать потерю его потенциала :

Вторая постановка. Пусть для каждого -го объекта -го вида транспорта заданы допустимые величины ожидаемой потери потенциала (допустимые величины ожидаемого ущерба) . Известны также функции , обратные функциям . Требуется определить количество ресурсов, необходимых для обеспечения заданного уровня защиты объектов. Формальная постановка этой задачи может быть представлена выражением:

Представленные общие формальные постановки задач обеспечения транспортной безопасности позволяют с единых теоретических позиций разрабатывать прикладные задачи обеспечения безопасности транспортного комплекса и его составляющих на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры по степени их потенциальной опасности.

Практическому решению сформулированных в терминах концептуальной модели ЕТС задач посвящены следующие главы диссертации.

В выводах по главе 2 указывается, что:

1. Построенная концептуальная модель ЕТС представляет собой формализованную теорию функционирования транспортной системы и позволяет интерпретировать и исследовать все протекающие в ней процессы в условиях возможных террористических и других негативных воздействий на объекты транспортной инфраструктуры.

2. Общие формальные постановки задач обеспечения транспортной безопасности позволяют с единых теоретических позиций, представленных в концептуальной модели ЕТС, разрабатывать прикладные задачи обеспечения безопасности транспортного комплекса и его составляющих.

3. Практическая реализация предложенной теоретической концепции предполагает разработку методологии, форм детального представления и методов расчета параметров , , , , , , определяющих требования к составу, структуре и архитектуре автоматизированной системы обеспечения безопасности ЕТС на основе категорирования объектов транспортной инфраструктуры по степени их потенциальной опасности.

В третьей главе представлена концепция решения проблемы обеспечения безопасности ЕТС и методы её практической реализации.

По современным воззрениям работа систем обеспечения безопасности сложных технических и организационных объектов должна строиться на основе оценки рисков нарушения их безопасности. Этот подход многократно проверен на практике и успешно применяется в нашей стране и за рубежом.

Современные системы обеспечения безопасности, как правило, представляют собой многоуровневые, территориально распределенные, автоматизированные информационные системы, осуществляющие мониторинг состояния безопасности, как отдельных объектов, так и их территориально-административных объединений. С их помощью осуществляется управление безопасностью путем контроля выполнения требований по безопасности, анализа «узких мест» в системе обеспечения безопасности и формирования требований для устранения этих «узких мест».

Системы обеспечения безопасности, основанные на оценке рисков нарушения безопасности, строятся с соблюдением фундаментальных принципов системного анализа - принципа цели, принципа информационного единства, принципа классификации и принципа согласования критериев.

Применительно к построению системы транспортной безопасности эти системные принципы можно трактовать следующим образом.

Принцип цели требует, чтобы все технические и организационные решения при построении системы транспортной безопасности ориентировались на главную цель системы - обеспечение требуемого уровня безопасности на всех опасных объектах транспортной инфраструктуры.

Принцип информационного единства реализуется путем стандартизации всех видов информационного обмена при осуществлении рабочих функций в системе обеспечения транспортной безопасности.

Принцип классификации требует распределения всех опасных объектов транспортной инфраструктуры и типовых элементов этих объектов на минимальное число классов (категорий), относительно которых будут формироваться требования обеспечения безопасности, и осуществляться контроль этих требований.

Принцип согласования критериев требует, чтобы оценки состояния транспортной безопасности на всех уровнях иерархии системы были согласованы и базировались на оценках состояния безопасности элементов нижнего уровня иерархии - критических элементах опасных объектов транспортной инфраструктуры.

Система обеспечения транспортной безопасности строится на принципе равнозащищенности (равнопрочности защиты) опасных объектов инфраструктуры всех видов транспорта от всех способов реализации возможных угроз нарушения транспортной безопасности.

Это означает, что оценка риска нарушения безопасности транспортной системы страны в целом и отдельных видов транспорта равна величине максимального риска нарушения безопасности объектов транспортной инфраструктуры, т.е. оценка риска нарушения транспортной безопасности производится по ее наиболее уязвимому (слабо защищенному) объекту.

Наиболее рациональным и уже опробованным в целом ряде стран путем применения принципа классификации является выбор объектов инфраструктуры, требующих защиты, на основании классификации (категорирования) этих объектов по степени их потенциальной опасности (величине потенциального ущерба в случае реализации наиболее опасного сценария террористической атаки) и определение необходимой степени защиты для каждой категории объектов на основе оценки рисков нарушения их безопасности. Этот подход позволяет наиболее эффективно распределить выделяемые для обеспечения транспортной безопасности финансовые, материальные и людские ресурсы в соответствии с установленными категориями их потенциальной опасности, с учетом критериев оценки возможного ущерба интересам личности, общества и государства.

Система обеспечения транспортной безопасности на основе категорирования предполагает последовательное решения следующих задач:

- определение количества категорий потенциальной опасности объектов инфраструктуры и транспортных средств в соответствии с особенностями объекта и вида транспорта,

- идентификация и категорирование опасных объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств,

- индексацию всех типов опасных объектов и транспортных средств в соответствии с категорией и внутривидовой классификацией объекта,

- построение моделей угроз для каждого типа объектов и транспортных средств,

- оценка допустимой стоимости системы обеспечения безопасности каждого типа объектов и транспортных средств с учетом его индекса и величины потенциального ущерба,

- построение профилей защиты для каждого типа объектов и транспортных средств в соответствии с их индексом, моделями угроз и допустимой стоимостью системы защиты,

- формирование требований для каждого типа объектов и транспортных средств в соответствии с его индексом и профилем защиты,

- оценка уязвимости объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств в зависимости от степени выполнения на них требований по обеспечению безопасности,

- периодический контроль (мониторинг) выполнения требований по обеспечению безопасности на опасных объектах транспортной инфраструктуры,

- по результатам мониторинга и на основании официального заключения по оценке уязвимости объекта, субъект транспортной инфраструктуры составляет план повышения защищенности объекта, который утверждается в установленном порядке.

Перечисленные задачи решаются путем последовательной реализации вычислительных процедур, представленных на рис. 1.

Идентификация и категорирование объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств проводятся с помощью единого интегрального критерия Кинт, который представляет собой сумму частных критериев, отражающих в стоимостной форме все виды ущерба, которые могут быть нанесены Российской Федерации в результате террористической или криминальной атаки на объект.

Стоимостной показатель, т.е. цена потенциального ущерба Krинт, является наиболее универсальной количественной мерой которая определяется выражением:

Кrинт = (Кл+ Кэкон+ К бал + К экол ) Рс

где:

Кл - финансовый ущерб, определяемый численностью погибших и пострадавших, в случае реализации террористической атаки на объект,

Кэкон - финансовый ущерб от уменьшения грузопотока и пассажиропотока в результате вывода из строя наиболее уязвимых элементов объекта,

Кбал - балансовая стоимость сооружения (или стоимость восстановления),

Кэкол - стоимостное выражение ожидаемого экологического ущерба в случае реализации террористической атаки на объект,

Рс - показатель уровня террористической опасности, коэффициент, учитывающий вероятность совершения в течение года террористического акта на территории с-того региона РФ.

Методики расчета всех перечисленных видов потенциального ущерба, входящих в это выражение, разрабатываются для всех типовых объектов и уязвимых элементов этих объектов транспортной инфраструктуры в каждом виде транспорта.

Критерий Кrинт определяет в стоимостном выражении уровень риска террористической атаки на незащищенный объект транспортной инфраструктуры в конкретном регионе.

На рис.2 показана взаимосвязь выполняемых в рамках процедуры «Идентификация» операций.

Выбор числа категорий, а, следовательно, и диапазона потенциального ущерба каждой категории, проводится из условия, что стоимость избыточной защиты объектов, соответствующих нижней части диапазона ущерба каждой категории, не превышала 20% от общей стоимости защиты объектов данной категории.

Попадание значения суммарного ущерба в какой-либо диапазон ущербов определяет категорию объекта по степени его потенциальной опасности. На рис.3 показана взаимосвязь выполняемых операций.

В каждой категории объектов по степени их опасности будут присутствовать различные типы объектов с различной внутренней структурой. Каждый тип объектов требует своей специфической системы защиты и, следовательно, и своего перечня требований по обеспечению безопасности.

В связи с этими обстоятельствами целесообразно категорировать по степени опасности типовые объекты каждого вида транспорта, в соответствии с их отраслевой классификацией.

Требования к защите каждого типового объекта инфраструктуры каждого вида транспорта определяются классом этого объекта по отраслевой классификации и категорией опасности, в которую попал объект этого класса. На рис.4 приведена структура операций, выполняемых при реализации процедуры «Определение нормативных требований», в рамках которой строится модель угроз, определяются профили защиты объекта, и формируется комплекс требований, выполнение которых определяет обеспечение безопасности объекта.

По этим показателям удобно ввести единую индексацию профилей защиты (перечня требований по обеспечению безопасности) для объектов транспортной инфраструктуры всех видов транспорта.

Обеспечение безопасности любого объекта транспортной инфраструктуры предполагает определенный комплекс мер противодействия угрозам этому объекту. Процедура построения модели угроз может быть представлена следующей последовательностью:

- определяются потенциальные источники опасности, их возможности по воздействию на объект и возможные способы его реализации;

- определяются критические элементы объекта, по которым возможно воздействие потенциального источника опасности;

- для каждого критического элемента объекта определяется перечень возможных угроз со стороны потенциального источника опасности;

- для каждой угрозы определяются возможные способы ее реализации.

Совокупность всех известных и возможных, на данный момент времени угроз и способов их реализации критическим элементам объекта составляет модель угроз этому объекту.

При определении профиля защиты опасного объекта следует исходить из условия, что стоимость его системы защиты в течение года должна составлять от 1,5 до 3 % максимального значения возможного потенциального ущерба этому объекту Кrинт.

Исходным моментом построения профиля защиты для каждой категории опасности типовых объектов инфраструктуры вида транспорта является определение полного перечня критически важных элементов структуры этих объектов. Для каждого критического элемента структуры типового объекта должен быть определен перечень потенциальных угроз, или в терминологии теории рисков должна быть построена модель угроз критическим точкам типового объекта инфраструктуры. Эта модель угроз является общей для всех одинаковых точек типовых объектов всех категорий. Модели угроз закрепляются в качестве нормативов для всех объектов транспортной инфраструктуры. Далее для каждой критической точки типового объекта определяются необходимые технические и организационные меры для её защиты от каждой угрозы из модели угроз этого элемента, т.е. формируется требуемый профиль защиты каждой критической точки.

В соответствии с выбранным профилем защиты формируются требования по обеспечению безопасности объекта.

Индексация объектов транспортной инфраструктуры по категориям, классам, профилю защиты и мерам по обеспечению безопасности служит основой для комплексного представления потребностей вида транспорта и транспортной системы страны в ресурсах, необходимых для реализации международных стандартов и национальных требований по обеспечению транспортной безопасности. Наличие такой информации позволит обоснованно определять ресурсы, требуемые для создания эффективной системы обеспечения безопасности каждого вида транспорта, и оптимально распределять эти ресурсы между опасными объектами транспортной системы.

Оценка уязвимости опасных объектов транспортной инфраструктуры (рис.5) проводится с целью определения перечня необходимых дополнительных мер защиты этих объектов в случае, когда существующих мер оказывается недостаточно для обеспечения требуемого уровня их безопасности. Процедура оценки уязвимости состоит в сравнении реального выполнения требований на исследуемом объекте со стандартным профилем защиты, выявлении несоответствия и определении мер по доведению существующего уровня безопасности объекта до требуемого.

При проведении оценки уязвимости и выработки требований по обеспечения безопасности объекта необходимо исходить из принципа равнозащищенности объекта от различных возможных способов реализации существующих угроз.

Одной из важных функций автоматизированной системы обеспечения транспортной безопасности является периодический контроль - мониторинг выполнения требований безопасности на объектах транспортной инфраструктуры.

По результатам анализа сложившейся ситуации по выполнению требований безопасности принимаются решения по разрешению возникших проблем, которые передаются субъектам транспортной инфраструктуры и системам охраны объектов, проводится контроль их выполнения.

В выводах главы 3 указывается, что:

1. Изложенные в настоящей главе методология, методики и практические процедуры, основанные на категорировании объектов транспортной инфраструктуры и оценки рисков нарушения их безопасности, реализуют основные положения закона «О транспортной безопасности».

2. Предложенный единый интегральный критерий идентификации и категорирования объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств и составляющие его частные критерии позволяют в стоимостной форме оценивать потенциальную опасность объектов всех видов транспорта и разработать соответствующие стандартные процедуры.

3. Полученные результаты служат основанием для разработки программного комплекса категорирования и оценки уязвимости опасных объектов транспортной инфраструктуры, как части единой автоматизированной системы обеспечения транспортной безопасности.

Четвертая глава посвящена вопросам управление рисками нарушения безопасности объектов транспортной инфраструктуры.

Под риском нарушения безопасности объекта транспортной инфраструктуры понимается вероятность реализации потенциальных угроз критическим элементам его структуры при существующей системе защиты.

Управление рисками нарушения транспортной безопасности производится путем выбора и реализации методов, средств и мероприятий (профилей защиты), упреждающих и предотвращающих негативное воздействие возможных угроз объектам транспортной инфраструктуры на основе оценки эффективности существующих систем обеспечения транспортной безопасности, кадровом, материальном, техническом и технологическом обеспечении их деятельности.

Система обеспечения безопасности (СОБ) - это организационная структура, осуществляющая комплекс мер по обеспечению безопасности объекта или группы объектов транспортной инфраструктуры вида транспорта в соответствии с их категорией, индексом, требованиями по безопасности и профилем защиты, определенными на основе категориального подхода, изложенного в третьей главе диссертации. Этот комплекс составляют нормативно-правовые, организационные, экономические, технические, программно-математические и иные меры, в совокупности составляющие профиль защиты объекта.

Представим функциональную структуру СОБ любого элемента транспортной системы в целом или вида транспорта как иерархическую систему, состоящую из звеньев разных уровней.

Элементарное звено СОБ (первый уровень) это средство противодействия конкретному способу реализации определенной угрозы каждому типу объектов транспортной инфраструктуры.

Звенья второго уровня обеспечивают организацию и координацию действий всех средств противодействия определенному способу реализации угрозы.

Звенья третьего уровня обеспечивают реализацию и координацию действий всех средств противодействия различным способам реализации угрозы.

Звенья четвертого уровня обеспечивают реализацию и координацию действий звеньев третьего уровня для обеспечения безопасности объекта транспортной инфраструктуры от всех предполагаемых угроз.

Звенья пятого уровня координируют действия звеньев четвертого уровня для обеспечения безопасности всех объектов организационной структуры, охраняемой СОБ.

Процесс функционирования любой СОБ может быть представлен в терминах этой иерархической структуры.

Проблема оценки эффективности СОБ сводится к трем задачам, результаты решения которых обеспечивают количественное обоснование решений в процедурах формирования требований и выбора рациональных профилей защиты объектов транспортной инфраструктуры рассмотренных в предыдущей главе.

Первая задача - определить эффективность функционирования СОБ при заданном комплексе средств обеспечения безопасности.

Как было показано ранее, по существу, это задача оценки уязвимости объекта при заданной модели угроз и выбранном профиле защиты. В результате решения этой задачи определяются величины рисков нарушения безопасности объекта от всех составляющих модели угроз и от модели угроз в целом, и определяются узкие места в СОБ объекта. Полученная количественная оценка риска нарушения безопасности должна служить объективным основанием для принятия решений по мерам усиления защиты объекта.

Вторая задача - определить состав и структуру СОБ, обеспечивающей min ее стоимости при заданном уровне безопасности объекта.

Решение этой задачи направлено на формирование оптимального по стоимости профиля защиты объекта при фиксированном уровне риска нарушения безопасности и выработку рационального набора требований по обеспечению его безопасности.

Третья задача - определить состав и структуру СОБ, обеспечивающей max безопасности объекта при заданной величине стоимости защиты.

Решение этой задачи направлено на формирование оптимального по эффективности профиля защиты объекта при фиксированной стоимости его СОБ и выработку соответствующего набора требований по обеспечению его безопасности.

Центральным понятием и исходным параметром, позволяющим построить нормативную базу количественных оценок эффективности функционирования СОБ, является "удельная эффективность средства противодействия конкретному способу реализации угрозы", т.е. эффективность элементарного звена в рассмотренной выше структуре СОБ.

Под удельной эффективностью средства противодействия (СП) понимается степень эффективности выполнения i-м средством своих нормативных функций по противодействию j-му способу реализации k-й угрозы. Удельная эффективность может быть интерпретирована как вероятность того, что данный способ реализации угрозы будет предотвращен.

...