авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Сибирская государственная

автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Б.Н. Епифанцев, А.А. Пятков

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ

СИТУАЦИЙ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ

ПРОДУКТОПРОВОДАХ

Часть 1. ОБНАРУЖЕНИЕ

НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ВТОРЖЕНИЙ

В ОХРАННУЮ ЗОНУ ПРОДУКТОПРОВОДА

Монография Омск СибАДИ 2013 УДК 656:621.6 ББК 39.71 Е 67 Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. Ю.А. Бурьян (Омский государственный технический университет);

д-р техн. наук, проф. А.А. Кузнецов (Омский государственный университет путей сообщения) Монография одобрена редакционно-издательским советом академии.

Епифанцев Б.Н., Пятков А.А.

Е 67 Предупреждение чрезвычайных ситуаций на магистральных продук топроводах: в 2-х частях. Ч. 1. Обнаружение несанкционированных вторже ний в охранную зону продуктопровода: монография / Б.Н. Епифанцев, А.А.

Пятков. – Омск: СибАДИ, 2013. – 122 с.

ISBN ………… Проведен анализ состояния трубопроводного транспорта России, разрабо тана модель противоборства служб безопасности со злоумышленниками. Пред ложена концепция обеспечения безопасности трубопроводного транспорта с учетом его старения и угроз терроризма. Рассмотрены вопросы по ее реализа ции.

Рекомендуется аспирантам и специалистам, область интересов которых связана с обеспечением безопасности продуктопроводов. Полезную информа цию в монографии найдут студенты специальностей, ориентированных на обес печение безопасности объектов производства.

Табл. 5. Ил. 50. Библиогр.: 68 назв.

ISBN ………… ФГБОУ ВПО «СибАДИ», ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................................... 1. Введение в проблему........................................................................ 1.1. Угрозы безопасности трубопроводным системам.............. 1.2. Концепция обеспечения безопасности ЛЧМТ на современном этапе.................................................................. 2. Разработка модели противоборства «нападение/защита»

в границах линейной части магистральных продуктопроводов........ 2.1. Модели противоборства конфликтующих сторон.............. 2.1.1. Модель войны или сражения.................................... 2.1.2. Модель «хищник–жертва»....................................... 2.1.3. Модели Вольтерра с учетом конкуренции.............. 2.1.4. Модель Холлинга–Тэннера...................................... 2.2. Модель взаимодействия «злоумышленник–служба безопасности» на ЛЧМТ................. 2.2.1. Построение модели................................................... 2.2.2. Проверка адекватности модели................................ 2.2.3. Прогноз потерь от «врезного терроризма»

на ЛЧМТ.............................................................................. 3. Разработка алгоритма обнаружения нарушителей в охранной зоне с определением их числа и вида выполняемых работ............... 3.1. Постановка задачи................................................................. 3.2. Разработка видеоаналитической системы........................... 3.3. Проект сейсмической системы мониторинга охранной зоны продуктопровода................................................ 3.4. Тепловизионные извещатели............................................... 3.5. Алгоритмы обнаружения нарушителей............................... 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................. Список условных обозначений и сокращений.................................... Библиографический список.................................................................. Приложение 1. Комплекс «М-1П» для отработки алгоритмов по автоматическому определению численности нарушителей в охраняемой зоне ЛЧМТ и идентификации проводимых ими работ........................................... Приложение 2. Эскизно-техническая документация на комплекс при его использовании в исследовательских целях и проведение лабораторных работ....................................................... Приложение 3. Методическая документация (программа экспериментов с комплексом, программа обработки данных, результаты обработки данных с обоснованием статистической достоверности)...................................................................................... Приложение 4. Программа для моделирования противоборств «Пят-1»................................................................................................... ПРЕДИСЛОВИЕ Трубопроводный транспорт играет ключевую роль в экономике России и обеспечении жизнедеятельности страны. Достаточно отме тить, что нефтегазовый комплекс является источником более полови ны валютных доходов государства. Расходы на всю транспортную си стему комплекса соизмеримы с затратами на добычу углеводородов, а его надежное функционирование определяется надежностью работы каждой из этих систем.

Ключевым звеном транспортных систем указанного назначения являются трубопроводы. Главная их особенность на сегодняшний день – существенный износ. Около половины трубопроводов характе ризуются превышением нормативного срока эксплуатации. Это об стоятельство – основная причина формирования сквозных дефектов в действующих продуктопроводах и загрязнения окружающей среды. В среднем на каждые 1000 км трассы регистрируются 3–4 аварии в год.

Пороговая чувствительность методов, применяемых для обнаружения утечек нефтепродуктов, находится на уровне 100 м3/ч. В течение дли тельного времени утечки такого уровня способны привести к чрезвы чайной ситуации – превратить прилегающую охранную зону в без жизненное пространство. Периодические проверки состояния продук топроводов с помощью внутритрубной диагностики и осмотра трассы обходчиком не снимают проблему. Необходимо сократить период между проверками, чтобы масштаб загрязнения не достиг критиче ского. А еще лучше мониторировать состояние трассы в так называе мом «режиме реального времени».

«Врезной терроризм» – второй фактор, приводящий к формиро ванию ЧС. В противоборстве правонарушителей и службы безопасно сти формируются события по загрязнению почв и водных источников отбираемым продуктом. Потери от «врезного терроризма» оценива ются в 5% от объема перекачиваемого углеводородного сырья [1]. В публикуемых материалах отмечается много случаев, когда нарушение целостности действующего продуктопровода становится фактором ЧС. Предложений по предотвращению таких ЧС можно предложить множество. Частично они используются (агентурная разведка, обход (облет) трассы). Эффективность их невысока. Динамика прироста атак положительна. Необходимо найти более эффективное решение по стабилизации, а еще лучше – по снижению обозначенного вида правонарушений и, как следствие, снижению количества ЧС на тру бопроводной системе страны.

Классический терроризм – третий фактор создания ЧС на маги стральных продуктопроводах. Относительная безопасность исполне ния теракта и значительные экономические и политические последст вия от его реализации определили положительную динамику совер шения террористических актов на трубопроводной системе в мире.

Существует недопонимание опасности этого вида правонарушений, как со стороны собственника магистральных продуктопроводов, так и со стороны властных структур. Отсутствуют предложения по борьбе с терроризмом на трубопроводном транспорте. В смежной отрасли (железнодорожный транспорт) упор делается на применение систем видеоаналитики [2]. В рассматриваемой области состояние исследо ваний по предупреждению ЧС находится в стадии поиска решений.

Имеется много сценариев решения обозначенных проблем на ближайшую и среднесрочную перспективы. В каждом из них посту лируется озабоченность ростом потерь перекачиваемого продукта, и предлагаются меры по стабилизации и последующему сокращению этих потерь. В указанных сценариях и развивающих их положения публикациях недостаточно полно освещены вопросы противодейст вия новым угрозам безопасности трубопроводных систем: обнаруже нию несанкционированных подключений к продуктопроводам с це лью хищения перекачиваемого продукта и противодействию террори стическим актам. Реализация этих угроз – одна из основных причин, порождающих формирование чрезвычайных ситуаций на объектах указанного назначения.

В представленной к вниманию работе предложена концепция предупреждения таких ситуаций с обеспечением условия минимиза ции расходов на ее реализацию. В ее основу положен эксперимен тально зарегистрированный факт возможности обнаружения измене ний на 0,01% в окружающей заглубленный продуктопровод среде с помощью предложенной технологии «прозванивания» участков тру бопровода. Для обоснования структуры комплекса, реализующего предложенную концепцию, потребовалось решить ряд научных и прикладных задач:

разработать модель противоборства «злоумышленник– служба безопасности», позволяющую спрогнозировать масштабы правонарушений в интересующем сегменте транспортной отрасли в ближайшей перспективе, и с учетом прогноза определиться с соста вом системы защиты;

обоснование возможности решения проблемы энергоэффек тивности системы путем использования простых извещателей о по тенциально опасных событиях в пределах охранной зоны продукто провода с целью включения в процесс обнаружения базового элемен та комплекса – виброакустического извещателя;

разработать модель перехода продуктопровода в предава рийное состояние для оценки интенсивности потока неблагоприятных событий и обоснования усилий для их нейтрализации;

разработка модели распространения виброакустических сиг налов в слоистых средах с локальным нарушением однородности фи зических параметров в одном из слоев для проведения вычислитель ных экспериментов по оценке возможностей комплекса при его при менении в различных географических зонах земного шара.

Математический аппарат, привлекаемый для решения первых и вторых двух задач, существенно различается. Поэтому признано це лесообразным изложить имеющийся материал по решению обозна ченной выше проблемы в 2-х частях.

В первой части отражены вопросы построения модели противо борства «нападение/защита» в границах линейной части магистраль ных продуктопроводов. На основании результатов моделирования де лается вывод о наличии зависимости интенсивности чрезвычайных ситуаций на рассматриваемом техногенном объекте от социально экономической ситуации в стране (регионе). Прогнозируется прирост этого показателя в будущем (тренд) при наличии «сезонной» (по тер минологии в [3]) компоненты. Иными словами, задача усиления рабо ты по предотвращению чрезвычайных ситуаций на продуктопроводах становится все более актуальной.

Частично она решается с использованием периметровых средств обнаружения вторжений в охранные зоны. Обоснована целесообраз ность использования для этих целей видеоаналитической и сейсмиче ской систем мониторинга. В отличие от известных такие системы должны решать не только задачу обнаружения нарушителей, но и оп ределять их число и вид выполняемых ими работ в запретной зоне.

Разработкой алгоритмов для решения обозначенных задач, заверша ется первая часть монографии.

Вторая часть посвящена разработке модели прогнозирования моментов перехода продуктопроводов в предаварийное состояние по сле истечения срока их службы. В этот период наблюдается рост ве роятности формирования сквозных дефектов – источников утечек пе рекачиваемого продукта и связанных с ними загрязнениями окру жающей среды. Прогноз времени появления подобных событий по зволяет предпринять меры по их нейтрализации. Что касается виброа кустических извещателей, с их помощью обнаруживаются утечки в начальной стадии и имеется запас времени по недопущению значи тельных потерь перекачиваемого продукта. Следует отметить, что ос новные материалы второй части публикуются впервые.

В целом создана база теоретических и методических материалов, на основе которой можно существенно продвинуться в предотвраще нии чрезвычайных ситуаций на магистральных продуктопроводах.

Работа выполнена в рамках реализации программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009– годы», соглашение № 14.В37.21.0648.

Авторы признательны рецензентам д-ру техн. наук, проф. Ю.А.

Бурьяну и д-ру техн. наук, доц. А.А. Кузнецову за тщательный про смотр рукописи и сделанные замечания, устранение которых способ ствовало улучшению первоначальной редакции монографии. Выра жаем благодарность Н.Н. Нигрей за большую помощь в подготовке и оформлении материала монографии.

1. ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ 1.1. Угрозы безопасности трубопроводным системам Идеальное решение проблемы предотвращения ЧС на линейной части подземных магистральных трубопроводах (ЛЧМТ) – исключить случаи выхода перекачиваемого продукта в окружающую среду.

Первая причина загрязнения окружающей среды – образование сквозных дефектов в трубе. В основном оно обусловлено завершени ем нормативного срока излишне большого числа участков ЛЧМТ.

Полная замена отслуживших свой срок трубопроводов в течение ог раниченного времени невозможна по ряду причин, основная из кото рых – отсутствие средств. Основной вектор в нейтрализации обозна ченной причины направлен на создание системы непрерывного мони торинга, прогнозирование развития ситуации на объектах мониторин га, предотвращения аварийных ситуаций по результатам прогнозных оценок их наступления. Наиболее неожиданное предложение по реа лизации такой стратегии озвучено в Институте транспорта Тюменско го государственного нефтегазового университета.

Известно, что повсеместно применяемая технология ремонта трубопроводов, не способных к работе на рассчитанное давление, включает вскрытие траншеи, подъем участка трубы на ее бровку, ре монт и возвращение трубы в траншею и т.д. Недостатки такой техно логии: большие временные затраты, невысокое качество ремонта в полевых условиях, значительные финансовые расходы, соизмеримые с расходами на замену трубы. Согласно предложенной технологии на компрессорных станциях через камеры запуска трубопровода вводят комплекс из соединенных между собой модулей. Задача комплекса:

сформировать на внутренней поверхности трубы еще одну – полиэти леновую. По оценкам авторов технологии, нанесенное покрытие по зволит продлить срок службы стальных трубопроводов еще на 20 лет.

Расчетные затраты на модернизацию километра трассы сокращаются по сравнению с существующими технологиями на два порядка.

Если допустить, что рассмотренная технология будет доведена до уровня ее масштабного внедрения, встает вопрос, в какой последо вательности будут восстанавливаться трубопроводы, нормативный срок службы которых исчерпан. На сегодняшний день ответа на по ставленный вопрос нет. В публикациях начинает доминировать мне ние о необходимости создания системы «виртуального контроля»

трубопроводного транспорта и проведения на ее основе исследований по инвентаризации продуктопроводов по прогнозируемому остаточ ному ресурсу. Наличие подобной информации снимает вопрос об очередности восстановительного ремонта действующих трубопрово дов.

Рассмотренный подход по предотвращению ЧС скорее всего бу дет реализован в ближайшем будущем. Однако текущее положение дел требует других подходов к решению поставленной задачи.

Потери нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистраль ным продуктопроводам оцениваются от 1 до 1,2% от перекачиваемого объема и являются источником загрязнения окружающей среды. При веденная цифра с позиций защитников природной среды от ее загряз нения слишком велика.

Опубликовано большое число работ по методам и средствам контроля состояния действующего продуктопровода. Не все они удо влетворяют требованиям по желаемой чувствительности и оператив ности контроля. Изменение скорости расходов и метод отрицатель ных ударных волн можно отнести к методам обнаружения появления аварийной ситуации в реальном масштабе времени. Однако пороговая чувствительность этих методов (100 м3/ч) не может быть признана приемлемой с точки зрения защитников природной среды. Объем вы текшей за сутки нефти (нефтепродукта) в объеме 2400 м3 в водоем или прилегающие почво-грунты считается недопустимым (приводя щим к ЧС). Таким образом, для предотвращения ЧС от утечек через сквозные дефекты продуктопроводов должно выполняться условие Q = tобVпр Qпор, где Q – объем вытекающего продукта;

tоб – время, необходимое для приостановления утечки;

Vпр – объем вытекающего продукта в едини цу времени;

Qпор – пороговая величина загрязнения территории (воды), на которую согласились защитники природной среды в соответствии с нормативными документами по определению чрезвычайной ситуа ции или экологического бедствия.

Приведенное условие Q Qпор не в полной мере отражает инте ресы общества к обеспечению безопасности природной среды от ис пользуемой трубопроводной системы. Многократные аварии на кон кретном участке продуктопровода, успешно ликвидируемые в тече ние времени, исключающим нарушение обозначенного условия, ведут к накоплению загрязнений в охранной зоне. Реальность такого сцена рия подтверждают следующие цифры. На территории РФ в эксплуа тации находится 350 тыс. км внутрипромысловых трубопроводов, на которых ежегодно отмечается свыше 50 тыс. инцидентов, приводя щих к опасным последствиям [4].

Существующая динамика прироста аварий на трубопроводной системе страны имеет положительный тренд (рис. 1.1). Например, число аварий на газопроводах в год (N) описывается регрессионной моделью N = exp(–133,99 + 0,068х), где x – обозначение года.

Рис. 1.1. Динамика изменения аварийности на газопроводах России Таким образом, аварийность на объектах магистрального трубо проводного транспорта не снижается. Поэтому для предупреждения ЧС необходимо скорректировать приведенное условие к виду:

Q t об i V прi Q пор, i где i – номер очередной утечки на единичной протяженности магист рали, например, 1 км.

Можно ли создать систему мониторинга состояния трубопро водного транспорта страны, обеспечивающую выполнение этого ус ловия? Получить ответ на поставленный вопрос – цель настоящей ра боты.

Вторая причина формирования ЧС на ЛЧМТ – создание несанк ционированных врезок для отбора перекачиваемого продукта. Инте рес к противодействию этому виду преступлений со стороны собст венников продуктопроводов очевиден. По данным ежегодного докла да Правительства РФ, отбор нефтепродуктов оценивается в 3% от пе рекачиваемого объема, а его прирост – 2% в год [5]. Известен факт: в Дагестане за три месяца из системы «Транснефть» в результате не санкционированной врезки было похищено около десятой части транспортируемого продукта [6].

На некоторых участках трубопроводов несанкционированные врезки обнаруживаются через каждые 5–10 км. В Иркутской области в течение 2007–2008 годов обнаружено 159 таких врезок [7]. В году за девять месяцев в нефтепроводе «Баку–Тихорецк» зафиксиро вана потеря нефти более 50 тыс. тонн. Потери в трубопроводе Баку– Новороссийск составили около 10% от мощности трубопровода и оцениваются в 400 млн. долл [8].

Известны многочисленные случаи прорыва трубопроводов в зо не врезок, выполненных людьми в недостаточной квалификацией [9].

В качестве примера можно указать на неудачную врезку на участке трубопровода «Альметьевск–Нижний Новгород» [10]. При установке врезки из трубы возник фонтан мазута, топливо потекло в Волгу, вся рыба в рыбном водоеме погибла. В мексиканском штате Пуэбло по гибло более 28 тыс. человек и 57 получили тяжелые ранения в резуль тате взрыва нефтепровода. Горящая нефть сожгла около 100 живых домов в радиусе 5 км. Взрыв произошел вследствие прорыва запор ных задвижек из-за нарушения технологии создания несанкциониро ванной врезки в нефтепровод [11]. При необходимости можно при вести множество подобных примеров.

Напрашивается вопрос, почему могущественные собственники трубопроводных систем не ликвидируют этот вид преступлений, на носящий им прямой ущерб, а общество в целом вынуждено мириться с загрязнением природной среды?

Одна из причин сложившегося состояния в сфере взаимодейст вия «злоумышленники–служба безопасности» состоит в отсутствии эффективных технических решений, позволяющих регистрировать подготовительные работы по установке врезки, а также фиксировать уже установленные в действующий трубопровод врезки. Анализ ан нотаций в 60-ти выпусках реферативного журнала «Трубопроводный транспорт» позволил сделать следующие выводы.

Исследования ведутся по 13-ти направлениям. Два из них можно квалифицировать как препятствующие установке врезки, остальные направлены на обнаружение факта нарушения целостности трубы или отбора перекачиваемого продукта.

Первая группа включает технологии с использованием оптово локонного кабеля и «прозванивания» трубы упругими колебаниями.

Согласно первой из них по оболочке трубы прокладывают оптоволо конный кабель, чувствительный к вибрациям. В нормальном состоя нии трубопровода формируют эталонный сигнал, характеризующий шумы оболочки. На стадии мониторинга непрерывно анализируются параметры шума и сравниваются с эталонным сигналом. При их дос таточном различии принимают решение о наличии угрозы трубопро воду [11]. Можно выдвинуть много вопросов о технической эффек тивности приведенного предложения. Главный вопрос связан с поме хоустойчивостью метода. Корни деревьев вдоль охранной полосы при наличии ветра порождают упругие волны, превышающие формируе мые идущим человеком. Есть проблема определения координат воз никших колебаний повышенной энергии от локальных источников.

Не ясен алгоритм классификации этих источников. Простота создания дезинформирующих служб безопасности сигналов порождают эле менты пессимизма относительно целесообразности решения задачи в предложенном направлении.

В рамках другой технологии предлагается использовать оболоч ку трубопровода в качестве канала распространения виброакустиче ских колебаний, возбуждаемых в определенных точках трубы. По принимаемым сигналам в отстоящей от них точке судят о качестве участка трубопровода между генератором и приемником упругих ко лебаний [12, 13]. Если в [12] предложено оценивать качество труб каналов акустической энергии, то в [13] оценивается возможность по результатам анализа принимаемых сигналов обнаружить факт прове дения земляных работ на «прозваниваемом» участке трубопровода.

По факту, что приводимые результаты экспериментов позволяют вы явить наличие шурфа на контролируемой трассе, можно сделать вы вод о нахождении прорывного направления для решения поставлен ной задачи.

Что касается второго направления работ, оно включает исследо вания по измерению расхода продукта, внутритрубной диагностике, магнитной томографии, ультразвуковой диагностике, измерению дав ления перекачиваемой жидкости, фиксированию ударной волны, аку стической эмиссии и др. Все перечисленные методы ориентированы на обнаружение зарождающихся в оболочке и сформировавшихся сквозных дефектов и могут представлять интерес для поиска уже ус тановленных врезок. Обращает на себя внимание факт, что среди пе речисленных методов внутритрубная диагностика и методы измере ния расхода продукта представляют для исследователей наибольший интерес (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Распределение количества зарегистрированных патентов по методам контроля трубопроводов за период 2005–2006 гг.

Причем подавляющее число патентов преследует цель увеличе ния надежности решения поставленной задачи.

Третья причина формирования ЧС на ЛЧМТ – террористические акты. Преступность и преступления по религиозным, национальным и политическим мотивам сопровождали человечество на всех этапах развития человеческой цивилизации. Терроризм (один из путей со вершения преступлений) – это использование субъектом (организаци ей или отдельными людьми) насилия или угрозы его применения как способа воздействия на объект для достижения поставленных перед собой целей. Теракт – насильственное воздействие односторонней направленности, один из видов насильственных действий, особенно стью которых является то, что объект не может оказать адекватное сопротивление в момент совершения теракта. Терроризм включен в число факторов, существенно влияющих на дестабилизацию сложив шейся в мире социально-экономической системы.

Наряду с террористическими актами, направленными на дости жение политических целей (Буденновск, Нью-Йорк, Москва и др.) на чинают осваиваться технологии нанесения экономического ущерба (Невский экспресс, подрывы нефтепроводов в Ираке, Нигерии, под рывы газопроводов в России). Эволюция применения этих техноло гий просматривается в Дагестане. В 1996 г. была обрушена в воду 450-ти метровая часть газопровода, в 1998 г. – подорвана газораспре делительная станция, в 2001 г. имело место 2 подрыва газопровода, в 2004 г. – пять и т.д.

По прогнозам экспертов в ближайшие годы интенсивность тер рористических актов на объектах экономики будет возрастать из-за относительной безопасности их осуществления для исполнителей и высокой эффективности с точки зрения экономических потерь и по литических последствий.

Существующие подходы борьбы с терроризмом на объектах экономики сводятся к созданию охранных систем периметра в виде заграждающих сеток, тепло-телевизионных систем наблюдения, об рывного микропровода и т д. Если периметр объекта оценивается ки лометрами, то меры подобного рода достаточно эффективны. Что ка сается исследуемого объекта исследования, его протяженность на территории РФ составляет 230 тыс. км. Ясно, что необходимо искать новые подходы для предотвращения ЧС от этого вида преступлений.

Это одна из целей настоящей работы.

Рассмотрим решение сформулированной задачи с позиций сис темного анализа. Из теории систем следует, что чем меньше средств выделяется на обеспечение безопасности создаваемой системы, тем больших потерь следует ожидать при ее эксплуатации. Этот принцип проиллюстрирован на рис. 1.3.

По оси ординат отложены расходы, которые несет хозяйствую щий субъект по защите объекта (кривая 1) и потерь от реализованных атак (варианты кривых 2i). Суммарные потери субъекта имеют мини мум в точках пересечения кривых 1 и 2i. Эти точки определяют опти мальный уровень защиты объекта от реализованных атак при исполь зовании экономического критерия. Степень защиты It = f(N2, 2, 2) есть функция числа защитников N2, их квалификации 2, уровня ис пользуемых средств защиты 2.

Рис. 1.3. Иллюстрация принципа защиты объекта по экономическому критерию Учет влияния факторов внешней среды на защищенность объек та в режиме «ручного управления защитой» приводит к модели вида dN 1 / dt f 1 ВВП, Д / Р f 2 НЗ 90 / НЗ t N 1 (t ) (1 I t ), (1.1) где N1 – число атак на объект защиты;

ВВП – валовой внутренний продукт на душу населения в прошедшем году;

Д/Р – отношение среднего дохода от проведенной операции к расходу на ее проведе ние;

НЗ90/НЗt – отношение нравственного здоровья населения страны (региона) соответственно в 90-й и текущий годы.

ВВП характеризует бедность общества, функция f1(ВВП = const, Д/Р) – долю населения, готовую пойти на правонарушения в зависи мости от ожидаемого дохода и имеющего достаточный уровень зна ний для совершения преступления в рассматриваемой сфере деятель ности. Очевидно при (Д/P) 1 значение функции f1(ВВП = const, Д/Р) = 1 (нет смысла в проведении операции, не получив какой-либо прибыли;

фактор «мести» во внимание не принимаем). Кривая f1(ВВП = const, Д/Р) имеет область насыщения, когда исчерпывается потенциальный ресурс членов общества, способных совершить пра вонарушение рассматриваемого вида. Для сообществ, характеризуе мых разным сочетанием ограничивающих факторов, форма кривой сохраняется, меняются коэффициенты описывающей функции:

f1(ВВП = const, Д/Р) = a1 / (1 + b1 exp (–c1 Д / Р)), где a1 – коэффициент, определяющий часть общества, потенциально готовых перейти в стан правонарушителей из корыстных интересов.

Коэффициенты a1, b1, c1 – определяются экспертными техноло гиями с учетом полученного в предшествующем году ВВП.

Функция f2(НЗ90/НЗt) = (НЗ90/НЗt)f1(Д/Р) характеризует законо послушность населения, его культурный уровень и законодательную базу по борьбе с соответствующим видом преступлений. НЗt выступа ет в роли интегрального показателя, оцениваемого по данным госу дарственной статистики. С учетом этого, соотношение (1.1) преобра зуется к виду dN1/dt = f1(ВВП, Д/Р)(1 – (НЗ90/НЗt))N1(t)(1 – It).

По регистрируемому dN1(t)/dt, текущим расходам и потерям (рис.

1.3), значению Д/P, определяемому по опросу населения прилегаю щих к объекту территорий, и отслеживаемому отношению НЗ90/НЗt дается оценка состояния защиты It. Затем определяется оптимальное значение Iopt, и через него требования к вероятностям обнаружения атак и ложной тревоги разрабатываемой охранной аппаратуры.

Дальнейшее развитие модели (1.1) приводит к системе уравне ний dN 1 НЗ Д f 1 ВВП, f 2 90 1 1 N 2 N 1 (t );

НЗ dt Р t (1.2) dN 2 ЗТ ЗП 2 2 f3 f 4 N 1 N 2 (t ), dt Д 1 П где 1, 1 – соответственно уровень квалификации и технической ос нащенности нападающих;

ЗП – зарплата защитника;

– коэффициент взаимодействия защитников и нападающих, находящийся в обратной зависимости от размера/протяженности/площади защищаемого объ екта.

Очевидно, 1, 1 Є (0;

1);

2, 2 Є (0;

1);

ЗТ/П Є (0,);

ЗП/Д Є (0,).

Можно ожидать, что функции f3, f4 являются частными случаями логистических кривых. При постоянных fi, i = 1…4, аналитическое решение (1.2) имеет вид ЗТ ЗП f П f 4 Д exp 1 1 N N1 22 НЗ Д f1 ВВП, f 2 НЗ exp 2 2 N, C0 N 2 Р t где C0 – постоянная интегрирования.

При переменных fi нахождение аналитического решения не яв ляется возможным, задача смещается в область имитационного моде лирования.

Очевидно, что затраты на защиту ЗТ тем больше, чем больше N2, и, аналогично, суммарные потери от атак П увеличиваются с ростом числа атак, т.е. с ростом N1. Один из возможных вариантов функции f3(ЗТ, П, N1, N2), учитывающий ее логистический характер:

ПN 1 ПN b3 c 3 /1 exp b3 c 3, f 3 a3 exp ЗТ N ЗТ N 2 где a3, b3, c3 – коэффициенты формы кривой f3.

Результаты решения системы (1.2) для различных значений ар гументов функций fi и 1, 1 позволяют сделать следующие выводы.

В случае низкого уровня квалификации и технической оснащен ности защитников 2 и 2 относительно аналогичных показателей на рушителей противоборство носит периодический характер. Низкие дисциплина и финансирование службы безопасности не позволяют менеджменту организации оперативно реагировать на изменение си туации и влекут избыточные потери от террористической активности и содержания избыточного штата защитников.

Даже приближение коэффициентов 2 и 2 к максимальным воз можным значениям не позволяет полностью решить проблему проти водействия терактам, система быстро достигает устойчивого ненуле вого состояния. Определяющим фактором в данном случае является уровень нравственного здоровья общества НЗt. Учитывая это обстоя тельство, а также экспоненциальный рост стоимости содержания за щитников при увеличении 2 и 2, приходим в общем случае к выводу о нецелесообразности выбора стратегии максимизации уровня защи ты объекта It. Оптимальная стратегия защиты любого предприятия от терроризма (преступности) должна включать в себя взаимодействие государства и самого предприятия, направленное на превентивное повышение благосостояния населения, нравственного здоровья обще ства и борьбу с преступностью.

Учитывая фундаментальные закономерности развития общества в условиях сокращающихся природных ресурсов и увеличивающегося загрязнения окружающей среды [14], следует прогнозировать в буду щем снижение показателей ВВП и НЗt и увеличение прироста атак dN/dt. Поэтому выбор стратегии защиты трубопроводного транспорта становится актуальной задачей сегодняшнего дня.

1.2. Концепция обеспечения безопасности ЛЧМТ на современном этапе В соответствии со сведениями, изложенными в п. 1.1, причина ми ЧС на ЛЧМТ являются старение трубопроводов (утечки), кражи перекачиваемого продукта (с использованием врезок), диверсии. Уст ранение перечисленных причин решает проблему предотвращения ЧС.

Утечки приводят к изменению волнового сопротивления окру жающей трубопровод среды в локальной области. Изменится и пере излучение упругих колебаний оболочки в этой области в почво грунты.

Выкопанный шурф (подготовка к установке врезки, боеприпаса) приведет к аналогичному результату. Действительно при (h/D) 0,1, где h – толщина стенки трубы, D – ее диаметр, наибольшую амплиту ду смещений и существующие во всем диапазоне частот имеют волны Лэмба нулевых порядков a0 и s0. При распространении этих волн по заглубленному газопроводу из-за значительного различия волновых сопротивлений металла и газа переизлучение акустической энергии в перекачиваемый продукт ничтожно (при нормальном падении про дольной волны на границу «сталь–воздух» («воздух–сталь») проходит только 0,002% энергии), но заметная доля энергии уходит в окру жающую среду. За счет утечки энергии в перекачиваемый продукт в нефтепродуктопроводах затухание распространяющихся акустиче ских сигналов в их оболочке будет больше, нежели в газопроводах (через границу «вода–сталь» проходит ~12% энергии). Поэтому пре дельное расстояние распространения импульсов энергии будет зави сеть от состояния грунта, изоляции и типа трубопровода.

Изменения параметров среды (шурф для установки врезки или боеприпаса, насыщение окружающего грунта вытекающим при сквозном дефекте трубы нефтепродуктом) приводят к формированию локальных градиентов переизлучения акустической энергии в обо лочке трубы. Возможно ли с помощью существующих средств обна ружить такие градиенты по принимаемым посылкам зондирующих сигналов и распознать их тип?

В теоретическом плане положительный ответ на поставленный вопрос просматривается в случае нахождения подхода к реализации известного в теории принципа накопления сигналов, позволяющего выделить полезную информацию в принимаемых сообщениях при ничтожно малых отношениях сигнал/шум.

Затраты времени для подготовки шурфа для установки врезки составляют более часа. За это время несложно сгенерировать до 200000 «прозванивающих» импульсов. Для некоррелированных от счетов шумов в области формирования импульсов справедлив закон увеличения отношения сигнал/шум в n0,5, где n – число прозваниваю щих импульсов, или в 425 раз. Этого достаточно, чтобы изменение состояния трассы в 0,01% было обнаружено.

На рис. 1.4 представлены результаты экспериментов по оценке возможности обнаружить типичные нарушения на трассе трубопро вода путем анализа накопленных зондирующих импульсов через сравнение их с эталонными [13]. Эталонные импульсы представляют собой сумму пачки принимаемых импульсов при известном (сымити рованном) состоянии трубопровода, которое необходимо распознать в процессе мониторинга трубопроводной системы.

Число суммируемых импульсов устанавливается по дисперсии нормированных суммарных импульсов. При ее приближении к нулю процесс построения эталона прекращается. В проведенных экспери ментах (генератор и датчик устанавливались на оболочку трубопро вода на расстоянии 500 м) число суммируемых импульсов ограничи валось 82-мя.

На следующем этапе формировались пачки испытательных им пульсов. По импульсам каждой пачки создавались усредненные им пульсы из 2-х, 3-х и т.д. до 82-х импульсов, которые коррелировались с эталонными. Данные на рис. 1.4 дают основание сделать вывод о возможности обнаружения и распознавания интересующих нас изме нений, произошедших на контролируемом участке трубопровода.

Чтобы получить аналогичные результаты при увеличении расстояния «генератор–приемник» до 1 км, потребуется накопление нескольких сотен импульсов.

Рис. 1.4. Доверительные интервалы коэффициента корреляции принимаемого сигнала (после накопления) от трубопровода в «нормальном» состоянии с эталонами состояний при доверительной вероятности 0, Выбор в качестве базового элемента для предотвращения ЧС ак тивного виброакустического извещателя (по терминологии в [15]) це лесообразно и с точки зрения экономики системы. Предлагаемые в патентной литературе технические решения (обрывной микропровод, оптоволоконный кабель, сейсмические датчики и др.) либо на поря док превышают по стоимости предлагаемый, либо используются для разового извещения о наличии несанкционированных работ, либо ха рактеризуются высокой вероятностью ложной тревоги.

К основным недостаткам выбранного извещателя относят невы сокую энергоэффективность. На охрану 1 км трубопровода потребу ется порядка 0,5 Дж. Можно дискутировать по поводу неприемлемо сти этой величины. Более рационально встать на платформу создания комплексной системы, когда «виброакустический» извещатель запус кается сигналом другого менее энергопотребляющего «извещателя тревоги», например, от видеодатчика на период обнаружения в кон тролируемой зоне предвестника террористического акта. Другим сиг налом запуска в работу виброакустического извещателя может быть перепад давления (расхода) в трубопроводе, возникающий при утечке перекачиваемого продукта в грунт, либо через врезку.

Введение «извещателя тревоги» позволяет не только решить проблему энергоэффективности системы предупреждения ЧС, но и повысить показатель ее надежности обнаружения предвестников ЧС.

Действительно, исходя из общей теоремы о повторении опытов, мож но проиллюстрировать достижение нужного результата при последо вательном увеличении числа информативных независимых признаков, анализируемых системой обнаружения (табл. 1.1).

Таблица 1. Данные по иллюстрации эффективности комплексных систем Вероятность обнаружения события Один канал 0,100 0,500 0, Два канала 0,190 0,750 0, Три канала 0,270 0,870 0, Четыре канала 0,340 0,930 0, Если каждый из признаков обеспечивает обнаружение событий с вероятностью 0,1, то при использовании четырех независимых при знаков эта цифра увеличивается до 0,34.

Определимся с контурами комплексной системы рассматривае мого назначения.

Совершению правонарушения предшествует этап подготови тельных работ. Он включает конкретизацию места реализации замыс ла и проведение земляных работ. Признаком опасности для охраняе мого объекта служит время нахождения субъекта в полосе пролегания трубопровода и характер выполняемых им работ. Для получения та кой информации могут использоваться сейсмические системы (изве щатели) [16], системы видеоаналитики [2]. По их сигналу запускается виброакустический извещатель.

Другой недостаток комплексной системы – сравнительно высо кая стоимость. Для обеспечения мониторинга 230 тыс. км магист ральных продуктопроводов потребуется по приблизительным оцен кам 200 тыс. звеньев (подсистем), и затраты на создание и установку системы предупреждения ЧС на ЛЧМТ превысят 1 млрд. руб. Однако если учесть требуемую плотность установки подсистем на трассе, за тратная статья существенно сокращается (почти на порядок при об следовании транспортной системы России).

Своеобразным дополнением к рассмотренной системе преду преждения ЧС является аналитическая и агентурная разведка, осно ванная на результатах непрерывного мониторинга информационных источников различного вида и позволяющая во многих случаях уста новить время и место готовящегося правонарушения [17].

Рассмотренные комбинации «виброакустический извещатель и извещатель тревоги» устанавливаются в наиболее вероятных местах осуществления диверсий. Тем самым обеспечивается реализация эко номичного варианта поведения кривой 1 на рис. 1.3, максимально «притянутой» к оси абсцисс. Для такого случая эволюция стратегии взаимодействия «нарушитель–защитник» приведет к смещению напа дений на объект в сторону неохраняемых участков трубопровода. По требуется увеличивать долю комбинаций рассмотренных извещателей, что эквивалентно умножению функции 1 на рис. 1.3 на коэффициент больший единицы. Остановить значительный рост суммарных потерь на содержание трубопроводной системы в части предотвращения ЧС и борьбы с террористической деятельностью удается введением эпи зодического патрульного облета трассы, например, с помощью бес пилотного летательного аппарата. В качестве примера укажем на бес пилотный вертолет Nitrohawk, который помещается в багажнике ав томобиля, характеризуется скоростью полета свыше 250 км/ч, имеет режим зависания над подозрительным местом, отличается невысокой стоимостью (~1 млн. руб) [18].

В окне прозрачности атмосферы Є (8;

14) мкм контрасты «объект–фон» определяется двумя составляющими:

8 Т (1 8 ), 8 8ф Т ф 230 8ф где 8 – излучательный контраст;

Т – температурный контраст «объект–фон» на подстилающей поверхности;

8ф – степень черноты фона;

Тф – средняя температура фона.

Для хорошо замаскированных земляных работ (8/8ф) = 0, и Т демаскирует проведенные работы. Утечки перекачиваемого продукта приводят к формированию оптического 8/8ф и температурного кон трастов. Появление этих признаков говорит о коррекции стратегии правонарушителей и необходимости изменения стратегии затрат It.

Таким образом, система предотвращения ЧС на линейной части магистральных трубопроводов в полном комплекте должна содержать четыре звена получения информации (разведки): информационное, сейсмотелевизионное, виброакустическое и тепловизионное. Струк турная схема такой системы представлена на рис. 1.5.

Информация о параметрах Теплови- процесса перекачки 2 3 зионный Потери от атак детектор Расходы Извещатели Экономика 5 тревоги системы Обработка данных Вибро- Информа акустический ционная детектор разведка Служба Служба Кадровое быстрого безопасности управле реагирова- ние Рис. 1.5. Структурная схема системы предупреждения ЧС на ЛЧМТ:

1 – подземный трубопровод;

2 – охранная полоса;

3 – информация о состоянии охранной полосы в тепловом диапазоне волн;

4 – сигналы управления генерато ром упругих колебаний;

5 – информация о появлении в охранной полосе нару шителей и их действиях;

6 – информация о состоянии контролируемого участка трассы виброакустическим извещателем Извещатели тревоги образуют первый эшелон защиты трубо провода. Сигнал тревоги по каналу телемеханики запускает виброа кустический извещатель, в котором формируется оценка вероятности начала несанкционированных работ. По этой вероятности служба безопасности принимает решение о дальнейших действиях с учетом данных информационной разведки о причастности своих сотрудников к планируемым или прошедшим правонарушениям на трассе проле гания магистрального трубопровода.

При изменении параметров процесса перекачки или тревожных данных тепловизионной разведки также производится проверка со стояния трубопровода с помощью виброакустического извещателя.

Блок «Экономика системы» отражает желание собственника трубопровода минимизировать совокупные расходы на приобретение системы и компенсацию затрат от пропущенных атак и ложных ре шений при ее использовании. В простейшем случае речь может идти о поддержании интегрального показателя It на оптимальном уровне путем изменения числа накоплений виброакустического извещателя и тем самым изменении надежности обнаружения атак.

Тенденция роста диверсионных актов на линейной части маги стральных трубопроводов обозначилась достаточно четко и объясня ется причинами системного характера. Общесистемные законы роста в общественных структурах имеют экспоненциальный характер, и не учитывать наметившуюся тенденцию было бы нелогично.

На сегодняшний день отдельными техническими решениями изменить складывающуюся картину правонарушений на трубопро водном транспорте маловероятно. Необходим переход к комплексно му решению задачи, что подтверждается положительными примерами применения такого подхода в целом ряде прорывных направлений.

Использование в качестве базового виброакустического извеща теля по предупреждению ЧС на линейной части магистрального тру бопровода не встречало сколь-нибудь серьезных возражений при об суждении изложенной концепции на конференциях разного уровня.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПРОТИВОБОРСТВА «НАПАДЕНИЕ/ЗАЩИТА» В ГРАНИЦАХ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ПРОДУКТОПРОВОДОВ 2.1. Модели противоборства конфликтующих сторон От выбора конкретных средств и методов защиты ЛЧМТ от ЧС зависят, в конечном итоге, все показатели функционирования продук топроводной системы: число аварий, процент хищений продукта при транспортировке, эксплуатационные расходы системы защиты, веро ятности ложных тревог и пропуска целей и т.д. Все эти параметры на ходятся в сложной системной зависимости, еще более отягощенной человеческим фактором, как со стороны системы защиты ЛЧМТ от ЧС, так и со стороны потенциальных террористов. Необоснованные же решения в данной области могут привести к потерям катастрофи ческих масштабов, поэтому главный вопрос заключается в том, какой аналитический инструмент позволит учесть все многообразие факто ров, оценить искомые параметры системы и, более того, дать прогноз развития ситуации с учетом выбранной стратегии защиты.

За двадцатый век было предложено множество таких инстру ментов. Обзор литературных источников позволил выделить два пер спективных, с нашей точки зрения, подхода: теория игр и популяци онная динамика.

Теория игр – математическая схема анализа стратегического взаимодействия сторон. Она помогает объяснить логику рациональ ного поведения индивидов в условиях конфликта интересов, получи ла широкое развитие во второй половине двадцатого века [19].

Приведем краткую общую классификацию моделей теории игр по интересующим нас признакам.

По числу субъектов модели теории игр подразделяются на:

односубъектные;

двухсубъектные;

многосубъектные.

При этом под двухсубъектными подразумеваются модели имен но с двумя независимыми участниками, что в условиях противобор ства защитников ЛЧМТ от террористов, оказывается слишком грубой моделью, так как террористы действую зачастую независимо и без единого управляющего центра, а число групп неизвестно. Но, учиты вая число ежегодно совершаемых преступлений, можно говорить о крайне высоком числе независимых участников (порядка десятков или сотен в масштабах региона).

По способу взаимодействия субъектов методы подразделяются на игры:

с постоянной суммой (конкуренция или антагонизм);

защиты (нападения);

коалиционные.

Несомненно, что противоборство на ЛЧМТ носит одновременно характер игры по защите объекта (с точки зрения сотрудников экс плуатирующей компании) и коалиционный характер по нападению (с точки зрения террористов).

Важным параметром методов теории игр является величина из вестной субъекту игры информации:

игры с полной информацией;

игры с неполной информацией.

В классической теории игр обычно рассматриваются именно иг ры с полной информацией, когда все субъекты знают все предыдущие ходы и правила игры. Это позволяет выбирать оптимальную страте гию поведения. В случае же реальных противоборств информация обычно засекречена, и участники обладают неполной информацией.

Значительную роль в изучении игр с неполной информацией сыграл Дж. Харшаньи. Подобные модели рассматривают вероятностные па раметры поведения участников, и характеризуются высокой аналити ческой сложностью в играх с большим числом участников [20].

События 11 сентября 2001 г. спровоцировали всплеск внимания к проблеме терроризма, в том числе с точки зрения теории игр. Ряд исследователей (Т. Сандлер, Х. Лапан, В. Эндерс и др.) использовали ее для оценки готовности террористов ответить терактами на прини маемые против них меры, что не актуально для России, так как число врезок в ЛМЧТ с целью хищения продукта на порядки превосходит число терактов, совершаемых с целью устрашения [21]. Прочие рабо ты по теории игр в области терроризма (роль чести в мотивации, воз можность мирных переговоров и т.д.) [22, 23, 24] также неактуальны.

Все это позволяет сделать вывод об отсутствии готовых подхо дящих инструментов в теории игр для моделирования противоборств на ЛЧМТ с целью защиты/хищения продукта.

Вторая группа рассмотренных подходов – модели популяцион ной динамики. Ее предметом является описание изменения численно сти популяции во времени, интегрально учитывающее влияние фак торов модели. Является частью математической биологии, наиболее продвинутой в смысле формального математического аппарата, сво его рода «математическим полигоном» для проверки теоретических идей и представлений о законах роста и эволюции биологических ви дов, популяций, а также сообществ, популяционная динамика пред ставляется пригодной для решения поставленной задачи.

Возможность описания популяций человеческих сообществ, та ких как «врезные террористы», математическими соотношениями, общими со всеми другими формами жизни, обусловлена тем, что с динамической точки зрения, рост и отбор организмов в процессе эво люции происходит по принципу «кинетического совершенства» [25].

Кратко рассмотрим существующие подходы в этой области с точки зрения возможности их использования при моделировании противоборства конфликтующих сторон на ЛЧМТ.

2.1.1. Модель войны или сражения Простейшая жесткая модель борьбы двух противоборствующих групп – модель Ланкастера [26]. В ней состояние системы описывает ся точкой (x, y) положительного квадранта плоскости. Координаты этой точки x и y – это численности противостоящих армий. Модель имеет вид dx dt by;

dy ax, dt где a – мощность оружия популяции x;

b – популяции y.

Эта модель допускает точное аналитическое решение: ax2 – by2 = const, и изменение численно стей популяций x и y происходит вдоль гиперболы, заданной этим уравнением (рис. 2.1). По какой именно гиперболе пойдет противоборство, зависит от начальной точки.

Ясно, что данная модель сильно идеализиро вана и ее невозможно применять к реальной си Рис. 2.1. Жесткая туации противоборства на ЛЧМТ, так как она не модель войны учитывает многих важных факторов.


2.1.2. Модель «хищник–жертва»

Рассмотрим модель противоборства двух популяций: «хищни ков» и их «добычи». Пусть N1 и N2 – численность жертв и хищников соответственно. Она допускает следующие предположения:

внутри одной популяции нет соперничества;

жертвы могут найти достаточно пищи для пропитания;

при любой встрече хищника и жертвы хищник убивает жерт ву (т.е. гибель жертвы пропорциональна количеству N1 и N2).

Динамика популяций в этих предположениях описывается сле дующей системой дифференциальных уравнений:

dN dt ( a b N 2 ) N 1 ;

(2.1) dN 2 ( c d N ) N, 1 dt где а – скорость размножения (интенсивность роста) при отсутствии хищников, a 0;

с – интенсивность вымирания хищников в отсутст вие жертв, c 0;

b – коэффициент потери биомассы жертв хищников, b 0;

d – коэффициент увеличения биомассы хищников в случае удачной охоты (чем больше жертв, тем больше хищников), d 0.

Графики динамики численности видов представлены на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Графики динамики численности двух видов при a = 1,8, b = 0,2, c = 1,6, d = 0,4: слева – зависимость двух видов;

справа – изменение популяции видов по времени Как мы видим, если опустить сильный акцент на противоборст во популяций в дикой природе, данная модель не учитывает такие важные факторы, как ограниченность среды хищников в условиях внутренней конкуренции. Действительно, мы можем ожидать, что при достижении определенного уровня преступности в данной облас ти террористы начнут конкурировать друг с другом за передел сфер влияния.

2.1.3. Модели Вольтерра с учетом конкуренции Широкое распространение получила модель, описывающая про цесс конкуренции друг с другом на некоторой территории с ограни ченными запасами ресурса, учитывающая внутривидовую конкурен цию – модель конкуренции с «логистической поправкой». Модель существует в двух вариантах.

Первый вариант учитывает внутривидовую конкуренцию только одного вида. Данная модель получается путем внесения изменения в систему (2.1) для уравнения жертвы, уменьшающего численность по пуляции за счет внутривидовой конкуренции:

dN dt ( a kN1 b N 2 ) N 1 ;

dN 2 ( c d N ) N, 1 dt где k – коэффициент внутрипопуляционной конкуренции.

Другой вариант, более соответствующий реальностям противо стояний среди групп людей, учитывает внутривидовую конкуренцию для обеих популяций:

dN dt (a k1 N 1 b N 2 ) N 1 ;

dN 2 (c d N k N ) N, 1 2 2 dt где k1, k2 – коэффициенты внутрипопуляционной конкуренции для 1-й и 2-й популяции соответственно.

Возможны различные исходы их конкурентной борьбы:

популяция 1 выживает, а популяция 2 вымирает;

популяция 2 выживает, а популяция 1 вымирает;

обе популяция сосуществуют;

обе популяция вымирают.

Каждый из этих исходов соответствует некоторому положению равновесия для популяции N1 и N2 двух рассматриваемых видов. На рис. 2.3 представлена одна из реализаций данной модели.

Рис. 2.3. Графики динамики численности двух видов с учетом конкуренции при a = 1,8, b = 0,2, c = 1,6, d = 0,4, k1 = 0,005, k2 = 0,01: слева – зависимость двух ви дов;

справа – изменение популяции видов по времени Очевидно, что такие исходы не соответствуют реальному про цессу противоборства, главным образом потому, что вымирание группы террористов не представляется возможным. Равно как и ис чезновение организаций, занимающихся транспортировкой продуктов по магистральным трубопроводам.

2.1.4. Модель Холлинга–Тэннера Наиболее распространенной на сегодняшний день в области мо делирования противоборств типа «хищник–жертва» является модель Холлинга–Тэннера, использующая в качестве основы модели Воль терра–Лотки и дополняющая их наиболее соответствующими реаль ности логистическими поправками, как внутри-, так и межпопуляци онной конкуренции, что делает ее устойчивой относительно незначи тельных колебаний параметров модели.

Скорость роста популяции жертв x'1 в этой модели равна сумме трех величин:

скорости размножения в отсутствие хищников – r x1;

влиянию межвидовой конкуренции за пищу при ограничен ных ресурсах (для случая конкурирующих производителей это влия ние ограниченных сырьевых ресурсов) – r x12/K;

влиянию хищников, в предположении, что хищник перестает убивать, когда насыщается – w x2 x1/(D + x1).

Скорость роста популяции хищников dx2/dt строится так же, как в модели Лотки–Вольтерра, в предположении, что жертвы встречают ся редко. Если для поддержания жизни одного хищника нужно J жертв, то популяция из x1 жертв сможет обеспечить пищей x1/J хищ ников.

Таким образом, имеем модель Холлинга–Тэннера:

d x1 x1 x t r 1 K x1 wx 2 D x ;

(2.2) d x 2 sx 1 J x, x 2 t где r, s, K, D, J 0.

На рис. 2.4 приведена возможная реализация системы (2.2).

Рис. 2.4. Графики динамики численности двух видов по модели Холлинга– Тэннера при r = 1, K = 7, w = 1, D = 1, s = 0,2, J = 0,5: слева – зависимость двух видов;

справа – изменение популяции видов по времени Как видно из данного обзора, модели динамики популяционных противоборств позволяют решить проблему моделирования взаимо действия «террористы–служба безопасности на ЛЧМТ» для террито рий масштабов регионов и государств, избегая чрезмерной конкрети зации числа участвующих независимых групп, при этом учитывая общую динамику развития противоборства. Однако в результате об зора не были найдены модели, позволяющие учесть все значительные факторы противоборства на ЛЧМТ (в частности факторы динамиче ского государственного влияния и экономических факторов управле ния МТ) и поэтому было принято решение разработать новую модель для решения этой задачи.

2.2. Модель взаимодействия «злоумышленник–служба безопасности» на ЛЧМТ 2.2.1. Построение модели Противоборство защитников ЛЧМТ и врезных террористов яв ляется системой, подверженной влиянию многих факторов, связан ных сложными и не всегда очевидными соотношениями.

В этом разделе описана предложенная модель противоборства защитников ЛЧМТ и врезных террористов, построенная на основе принципов системного анализа. Предложенная модель является инст рументом для оценки оптимальных значений конкретных параметров систем обнаружения (радиуса обнаружения, вероятности обнаруже ния, стоимость их покупки и эксплуатации и др.), а также для кратко срочного прогнозирования динамики врезного терроризма и связан ных с ним потерь, в масштабе государств, отдельных областей, круп ных нефтяных предприятий.

Построим модель противоборства сторон по предотвращению хищений продукта из ЛЧМТ.

Составим уравнение, моделирующее динамику численности преступников, совершающих незаконные врезки в ЛЧМТ. Члены со общества «врезных террористов» (по терминологии [10]) как правило, объединены в группы, включающие специалистов-инженеров, води телей, охрану, организаторов сбыта похищенных продуктов. В неко торых случаях в состав групп также входят инсайдеры – сотрудники обслуживающих компаний ЛЧМТ и НПЗ. Примем размер средней группы террористов равным gT.

Примем, что скорость увеличения числа преступников NT в ре гионах, где данный вид преступности развит незначительно, подобна скорости распространения идей в социуме. В теории диффузии ново введений для представления такого процесса широко используется модель Ф. Басса [27] NT dNT rT 0 1 NT, (2.3) NT max dt где rT0 – коэффициент распространения информации между членами социума («вирусный» фактор);

NTmax – емкость среды.

Для определения емкость среды NTmax, в которой будет распро страняться «идея преступной врезки», используем подход, предло женный [28]. Определяющим фактором для совершения преступления является экономическая целесообразность совершения преступления – некоторая функция f, зависящая от проводимых преступником оце нок ожидаемого дохода от совершения преступления, ожидаемых по терь, связанных с наказанием за его совершение, и вероятности по нести наказание. Если экономическая целесообразность совершения преступления f превосходит таковую при получении доходов закон ным путем, то потенциальный преступник предпочтет преступную деятельность. Число таких людей в обществе и является емкостью среды NTmax = NTmax(f). Более подробно вопросы, связанные с функци ей f, будут рассмотрены ниже.

При определении емкости среды необходимо учитывать не только экономический фактор. Врезку может совершить лишь чело век, обладающий необходимыми инженерными знаниями и оборудо ванием. Доля таких людей в обществе NT0 не зависит от уровня благо состояния.

Очевидно, каждый преступник будет заниматься данным видом преступной деятельности до тех пор, пока его не изолируют, либо по ка «врезной терроризм» не потеряет для него экономическую привле кательность.

При снижении экономической целесообразности совершения врезки f (например, за счет активности сотрудников МВД или службы охраны ЛЧМТ) произойдет сокращение емкости среды преступников и модель Басса обеспечит постепенное естественное снижение их числа.

Сокращение числа преступников произойдет и при их задержа нии сотрудниками МВД. В результате чего уравнение (2.3) примет вид dNT NT rT 0 1 NT RT gT pM, (2.4) NT 0 NT max f dt где RT = RV mT NM – скорость столкновений сотрудников МВД с пре ступниками при совершении врезок;

pM – вероятность обвинительно го приговора в случае судебного слушания;

RV = aT pV NT/gT – скорость обнаружения врезок (как будет показано ниже);

aT – среднее число выходов группы террористов к врезке за единицу времени;

pV – веро ятность обнаружения врезки за время одного выхода к врезке tV;


mT – коэффициент эффективности задержания преступников сотрудниками МВД при обнаружении врезки;

NM – число сотрудников МВД.

Приведем уравнение (2.4) к виду dNT NT rT 0 1 NT rT 1 NT N M, (2.5) NT 0 NT max dt где rT1 = aT pV mT pM – коэффициент сокращения террористов за счет действий силовых структур.

Особенность увеличения распространенности идей преступле ния в применении к теории популяционной динамики заключается в том, что даже при полном истреблении (отсутствии) носителей идеи, она может появиться и начать распространяться вновь, как это про изошло после 1991 года. Данный вид преступления, согласно мнению экспертов, отсутствовал в СССР. Поэтому в уравнение (2.5) необхо димо добавить член естественного прироста числа носителей «идей незаконной врезки» rT2:

dNT NT rT 0 1 NT rT 1 NT N M rT 2. (2.6) NT 0 NT max dt В модели необходимо также учесть появление незаконных вре зок в ЛЧМТ и их устранение. Если каждая группа преступников вы ходит к ЛЧМТ для осуществления врезки или для отбора продукта из нее в среднем aT раз за единицу времени и проводит на месте осуще ствления врезки и отбора нефтепродуктов время tV, и если группа прекращает преступную деятельность в связи с низкой экономиче ской эффективностью, то уравнение изменения среднего числа актив ных (отбирающих в данный момент времени продукт из ЛЧМТ) вре зок NV примет вид N N dNV aT T NV T pV aT. (2.7) g g dt T T Первый член в правой части уравнения обеспечивает повторное совершение врезок в ЛЧМТ с заданной интенсивностью в случае уст ранения врезки, не сопровождавшегося арестом преступников ее со вершивших. И наоборот, сокращение числа активных врезок, в случае сокращения числа террористов.

Форма второго члена объясняется тем, что, в соответствие с принятым допущением, применяемая система защиты ЛЧМТ может обнаружить врезку только в момент активного отбора нефти, поэтому скорость устранения врезок пропорциональна числу выходов пре ступников в ЛЧМТ.

Также в модели необходимо учесть реакцию службы охраны ЛЧМТ на изменение динамики совершения врезок. Информация о стратегии принятия решений относительно необходимости усиления защиты ЛЧМТ от врезок, о конкретных параметрах закупаемых средств защиты ЛЧМТ носит закрытый характер. Тем не менее, стра тегию принятия решения по защите ЛЧМТ можно определить на ос нове некоторых неоспоримых правил. При этом противоборство можно рассматривать как в масштабах государства или региона (об ласти), учитывая интегрально множество ЛЧМТ, так и в масштабах отдельной крупной компании, обслуживающей ЛЧМТ.

Допустим, что в соответствии со стратегией защиты обслужи вающей компании ЛЧМТ потеря некоторой доли bV доходов D0 в ре зультате хищений нефтепродуктов принимается допустимой, и при превышении потерь от хищений DV этого порога необходимо увели чивать расходы DS на систему защиты в соответствии с функцией S0(D0, DS, DV). В свою очередь, предположим, что превышение DS над DV вызывает необходимость сокращения DS в соответствии с функци ей S1(DS, DV).

Принимаем, что вся система защиты ЛЧМТ (СЗ) состоит из одинаковых элементов системы защиты (ЭСЗ). Каждый ЭСЗ обеспе чивает заданную вероятность обнаружения активной врезки за еди ницу времени pS0 на защищаемом им участке ЛЧМТ протяженностью LS0 км. Удельные расходы на содержание каждого ЭСЗ за единицу времени составляют CS0 тыс. руб. Следовательно, укрепление систе мы защиты возможно в автоматическом режиме только за счет увели чения количества ЭСЗ NS, а ослабление – за счет их сокращения.

Следующее уравнение описывает стратегию защиты, удовле творяющую указанным выше допущениям:

dN S S 0 D0, DV S1 D S, DV ;

dt kS 0 k S D t S dN S DS rS 0 V bD rS b D t, (2.8) dt V0 SV S где bS – коэффициент допустимого соотношения размеров хищений и затрат на защиту;

kS0, kS1 – коэффициенты стратегии защиты;

rS0, rS1 – коэффициенты, соответственно, прироста и сокращения защиты;

DV = = kVCV0NV – потери от хищений нефтепродуктов за единицу времени;

kV – коэффициент сопутствующих хищению нефтепродуктов через врезку в ЛЧМТ потерь;

CV0 – удельные потери нефтепродуктов за единицу времени через врезку в ЛЧМТ, тыс. руб;

DS = CS0NS – расхо ды на СЗ ЛЧМТ за единицу времени;

tS – время реакции ОКПНН на изменение ситуации с незаконными врезками в ЛЧМТ.

Используя результаты моделирования количества используемых ЭСЗ возможно определить среднюю вероятность обнаружения неза конных врезок в ЛЧМТ за единицу времени p0 при условии, что у преступников нет информации о точках расположения ЭСЗ на ЛЧМТ, врезки совершаются в случайные точки ЛЧМТ, а ЭСЗ распределены по протяженности ЛЧМТ равномерно и возможно с перекрытием об ластей обнаружения:

mod( N S LS 0 ) /( k L L0 ) N L floor S S 0 p 0 1 1 p S 0 k L 1 p S 0, (2.9) L 0 L0 L где L0 – протяженность исследуемого ЛЧМТ, км;

kL – доля ЛЧМТ, подходящего для врезки (с учетом природных и конструктивных осо бенностей);

floor – операция получения целой части от деления, mod – операция получения остатка от деления.

Используя выражение (2.9) и теорему о повторении опытов можно определить вероятность обнаружения врезки за время t:

pt 1 1 p0 t.

При необходимости, уравнение (2.8) можно заменить для описа ния иной стратегии защиты, при условии сохранения зависимости производной NS(t) от потерь от хищений нефтепродуктов и расходов на СЗ ЛЧМТ в единицу времени.

Также выражение (2.9) можно обобщить на случай одновремен ного использования нескольких различных типов ЭСЗ.

Невозможно адекватно моделировать противоборство законного собственника продукта и преступника, стремящегося похитить этот продукт, в цивилизованном обществе без учета влияния деятельности государственных правоохранительных органов [28].

Говоря о государственных органах, примем, что для них естест венна высокая инертность в реагировании на вызовы времени, как в сторону расширения любого вида деятельности, так и в сторону его сокращения. Это касается и эффективности взаимодействия сотруд ников МВД со службой охраны ЛЧМТ с целью выявления фактов не законных врезок в ЛЧМТ и поиска и задержания лиц, ответственных за эти преступления.

Взаимодействие сотрудников МВД и службы безопасности об служивающей компании ЛЧМТ начинается с возбуждения уголовного дела по факту обнаруженной службой охраны незаконной врезки в ЛЧМТ. Несомненно, что чем больше число выявленных преступле ний, тем больше необходимо сотрудников для расследования этих преступлений и тем более заинтересованы сотрудники МВД в расши рении деятельности, направленной на сокращение числа преступле ний. Например, при значительном увеличении числа незаконных вре зок МВД Самарской области внедрило практику проведения регуляр ных спецопераций. В частности, ежегодно проводится спецоперация «Нефть», направленная на выявление фактов сбыта незаконно приоб ретенных нефтепродуктов [29].

Также преступники, совершающие врезки, склонны совершать дополнительные преступления с целью сокрыть следы своих престу плений или с целью сбыть незаконно приобретенные нефтепродукты, тем самым дополнительно стимулируя деятельность сотрудников МВД.

С учетом вышесказанного уравнение динамики численности NM сотрудников МВД, проводящих расследования уголовных дел, воз бужденных по фактам незаконных врезок в ЛЧМТ, может иметь сле дующую форму:

dN M RV t M rM 0 rM 1 N M rM 2 NT, (2.10) dt где rM0, rM1 – коэффициент соответственно прироста и сокращения числа сотрудников МВД, расследующих факты незаконных врезок;

rM2 – коэффициент прироста сотрудников МВД за счет активности преступников при сбыте нефтепродуктов;

tM – время задержки реаги рования МВД на изменение ситуации.

В заключение остановимся на функции экономической целесо образности совершения преступления f. Запишем ее частный случай в соответствии с определением, данным в [28]:

' ' ' ' f p0U CT 1, CT 2 CT 3 CT 4 1 p0 U CT 1, CT 2 CT 3, (2.11) где U(C1, C2) – некоторая функция полезности;

CT1 – ожидаемая вы ручка от совершения врезки, тыс. руб;

CT2 – стоимость совершения врезки, тыс. руб;

CT3 – суммарная стоимость всех выходов к одной врезке, тыс. руб;

p'0 = RV pM gT/NT = aT pV mT NM pM – оценка террориста вероятности понести наказание за совершение незаконной врезки в данный момент времени;

CT4 – оценка связанных с наказанием потерь, тыс. руб.

Пусть функция полезности имеет вид U(C1, C2) = C1 – C2, тогда (2.11) примет вид ' ' f p0 CT 1 CT 2 CT 3 CT 4 1 p0 CT 1 CT 3 CT 3.

При этом параметры CT2 и CT4 следует принять постоянными, параметр CT1 = tV0 CV0, где tV0 – ожидаемое время активного отбора нефтепродукта через врезку до момента ее устранения при текущих параметрах СЗ, а параметр CT3 = C'T3 tV0/tV, где C'T3 – стоимости одного выхода группы к врезке, тыс. руб, tV – продолжительность работы с врезкой за один выход к ней.

В первом приближении tV0 можно определить как tV 0 1 p0 t tdt.

ln 2 1 p В ходе моделирования для определения емкости среды преступ ников NTmax необходимо использовать не саму функцию экономиче ской целесообразности врезки, а ее среднее значение за единицу вре мени, соответствующую используемой при моделировании. Тогда NTmax = NTmax(f(CT1, CT2, CT3, CT4)/tV0).

Формулы (2.6), (2.7), (2.8) и (2.10) описывают модель взаимо действия «террорист–СЗ ЛЧМТ–милиция» при хищениях нефтепро дуктов из магистральных трубопроводов:

dN T NT rT 0 1 N T aT pV mT p M N T N M rT 2 ;

NN dt T 0 T max dN N N V a T T N V T pV a T ;

g g dt T T (2.12) k S1 kS D t S dN S DS rS 0 V rS1 b D t ;

bD dt V0 S V S dN M N T t M pV t M aT rM 0 rM 1 N M rM 2 N T, dt gT где NT(t) – функция зависимости числа преступников, совершающих незаконные врезки в ЛЧМТ от времени;

NV(t) – функция числа неза конных врезок, через которые в момент времени t происходит отбор нефтепродукта из ЛЧМТ;

NS(t) – функция числа ЭСЗ в момент време ни t, используемых для обнаружения фактов незаконного отбора неф тепродуктов из ЛЧМТ;

NM(t) – функция числа сотрудников МВД, за нимающихся в момент времени t расследованием фактов незаконных врезок в ЛЧМТ.

2.2.2. Проверка адекватности модели Адекватность модели определим по результатам моделирования интенсивности «врезного терроризма» в Самарской области за период с 2000 г. по 2011 г.

Самарская область была выбрана потому, что она занимает одно из лидирующих место по числу фактов совершения данного вида пре ступлений в РФ, а также благодаря наличию подробной статистики для данного региона по данному виду правонарушений в открытом доступе [37].

Сопоставим результаты моделирования и статистические дан ные, приведенные в [30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38], по количеству обвинительных приговоров суда за незаконную врезку за год AT' и статистических данных по количеству устраненных врезок за год AV' (рис. 2.5 и 2.6).

Необходимые показатели из модели (2.12) можно получить ин тегрированием соответствующих членов уравнений по времени, в данном случае – отдельно по годам модельного времени:

t AT aT pV t mT p M N T t N M t dt;

t (2.13) N t t pV t aT dt, AV T t1 g T где AT, AV – соответственно число обвинительных приговоров суда по фактам незаконной врезки и число устраненных незаконных врезок на временном интервале [t1, t2].

Коэффициент детерминации R2 для числа выявленных врезок на представленном временном интервале составил 0,884, для числа аре стов террористов R2 составил 0,55.

Низкое значение коэффициента детерминации для числа арестов можно объяснить тем, что локальные колебания числа арестов не приводят к моментальному изменению динамики врезного террориз ма в связи со значительной временной задержкой при распростране нии информации среди террористов, однако в модели влияние числа арестов носит интегральный характер, поэтому и линия является бо лее гладкой.

Рис. 2.5. Результаты моделирования и статистические данные по числу обнаруженных врезок Рис. 2.6. Результаты моделирования и статистические данные по числу осужденных за незаконную врезку людей В целом можно говорить об удовлетворительной адекватности предложенной модели в приложении к противоборству в Самарской области.

Результаты моделирования показали, что значительное влияние на динамику врезного терроризма оказывают рыночная цена нефте продуктов и экономическое благополучие населения, что подтвер ждает гипотезу об экономической основе данного вида преступности.

Обнаружено, что между изменением экономических параметров противоборства и реакцией врезных террористов на нее существует временная задержка, что позволяет, используя статистику соответст вующих параметров за прошедший год получать точные краткосроч ные прогнозы динамики врезного терроризма и оперативно вносить изменения в стратегию защиты ЛЧМТ.

2.2.3. Прогноз потерь от «врезного терроризма» на ЛЧМТ На основе модели (2.12) можно предложить подход по прогно зированию динамики «врезного терроризма» и связанных с ним по терь.

Такая система моделирует общие, интегральные свойства сто рон и не учитывает многочисленные стохастические составляющие реального процесса противоборства, поэтому подход имеет смысл ис пользовать только в крупном масштабе (крупная нефтяная компания, область, страна, регион).

Подход к прогнозированию состоит из двух этапов. На первом шаге проводится обучение модели статистическими данными с целью подбора методами Монте-Карло значений параметров, которые не возможно определить на основе собираемой статистики. В качестве критерия обучения можно использовать меры отклонения количеств выявляемых врезок AV и задержанных «врезчиков» AT (2.13), полу чаемых в результате моделирования, от реально зафиксированных значений;

например коэффициент детерминации R2.

Второй шаг – прогнозирование динамики врезного терроризма с использованием обученной модели.

В ходе исследования модели в реакции участников противобор ства на изменение экономических и социальных факторов была выяв лена временная задержка примерно в один год. Т.е. для получения краткосрочного годового прогноза динамики врезного терроризма нет необходимости прогнозирования изменения социальных и экономи ческих факторов в регионе.

Продемонстрируем применение подхода на примере Самарской области.

Статистические экономические данные, использованные для обучения модели, приведены на рис. 2.7, 2.8 и 2.9 [39, 40]. Все изме ряемые в рублях статистические показатели преобразованы относи тельно аналогичных показателей 2005 года с учетом индекса потреби тельских цен [41].

Адекватность обученной модели определим используя коэффи циент детерминации R2 и сопоставляя результаты моделирования, по лученные по формулам (2.13), со статистикой «врезного терроризма»

в Самарской области за период с 2005 г. по 2010 г., приведенной в [30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38] (рис. 2.10 и 2.11).

Рис. 2.7. Распределение мужчин трудоспособного возраста Самарской области по уровню среднесуточных доходов за 2005–2010 годы Рис. 2.8. Цена барреля нефти марки Brent за 2005–2010 годы Рис. 2.9. Стоимость оборотных активов компаний Самарской области, транспортирующих по трубопроводам нефть и нефтепродукты, за 2005–2010 годы Коэффициент детерминации R2 для числа выявленных врезок на временном интервале с 2005 года по 2010 год составил 0,908. Для числа задержанных МВД врезчиков R2 составил 0,856. Некоторые от клонения объясняются тем, что локальные колебания числа арестов и выявленных врезок не приводят к моментальному изменению дина мики врезного терроризма в связи со значительной временной за держкой при распространении информации среди террористов, одна ко в модели влияние числа арестов носит интегральный характер, по этому и линии являются более гладкими.

Рис. 2.10. Сопоставление результатов моделирования и статистических данных по числу обнаруженных врезок Рис. 2.11. Сопоставление результатов моделирования и статистических данных по числу осужденных за незаконную врезку людей В целом можно говорить об удовлетворительной адекватности предложенной модели в приложении к противоборству в Самарской области.

Зафиксированные резкий рост числа задержаний террористов и выявления незаконных врезок 2004 году с последующим спадом этих показателей вплоть до настоящего времени объясняются, по мнению экспертов, следующими основными факторами:

активизацией деятельности служб безопасности нефтяных компаний;

проведением МВД Самарской Области ежегодных спецопе раций «Нефть», направленных на борьбу с хищениями нефтепродук тов;

укреплением взаимодействия служб безопасности нефтяных компаний и сотрудников МВД по расследованию и предотвращению хищений.

Данные аспекты были отражены в предложенной модели.

Небольшое падение фактически зафиксированных числа арестов и числа выявленных врезок в 2009 году объясняется падением цены нефти в 2008, что снизило экономическую рентабельность данного вида незаконной деятельности. Это подтверждает гипотезу, использо ванную в модели, об экономической основе врезного терроризма.

Далее спрогнозируем развитие динамики противоборства, ис пользуя обученную модель. Пунктирной линией на рис. 2.10 и 2. показаны краткосрочные прогнозы изменения динамики «врезного терроризма» на 2011–2012 годы. При этом все параметры модели бы ли оставлены на уровне 2010 года.

Прогноз числа арестов за осуществление незаконных врезок на 2011 год отклонился от фактически зафиксированного значения на 20%, прогноз числа выявленных врезок отклонился от фактически за фиксированного значения на 42% [38]. Подобные значительные от клонения объясняются влиянием случайных факторов, а также малы ми абсолютными величинами показателей в сравнении с аналогич ными показателями прошлых лет, использованными в процессе обу чения модели.

Прогноз на 2012 год предсказывает стабилизацию числа обна руживаемых незаконных врезок в НПП и дальнейшее сокращение числа арестов.

Более долгосрочные прогнозы говорят о новом цикле значи тельного роста с последующим спадом числа обнаруживаемых врезок в течение следующих десяти лет. Однако максимум числа врезок ожидается вдвое меньшим, чем зафиксированный в 2005 году. При столь долгосрочных прогнозах следует, однако, учитывать возмож ность сильных колебаний, влияющих на противоборство социальных и экономических факторов, что значительно снижает их достовер ность.

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБНАРУЖЕНИЯ НАРУШИТЕЛЕЙ В ОХРАННОЙ ЗОНЕ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ИХ ЧИСЛА И ВИДА ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАБОТ 3.1. Постановка задачи В соответствии с изложенной концепцией предупреждения ЧС на ЛЧМТ система наблюдения (мониторинга) должна включать изве щатель о несанкционированном появлении нарушителей в охранной зоне ЛЧМТ. По сигналу извещателя запускается виброакустическая система контроля, реагирующая на изменения в локальной области состояния окружающего трубопровод грунта и в случае обнаружения такового изменения формирующая сигнал «Предупреждение», кото рый транслируется через громкоговоритель на контролируемом уча стке и передается по каналам телемеханики в службу безопасности.

Предложено несколько видов извещателей [15]:

контактные (микропровод длиной до 1500 м (Риф-ПД, Гамак и др.), при обрыве формируется сигнал);

акустические (ИОП 308-3 «Эхо-2» и др. контролируют пло щадь до 60 м2 в диапазоне скоростей злоумышленника от 0,3 до м/с);

оптоэлектронные (ИО 209-4 «Рубеж-3М» и др., максималь ная дальность обнаружения нарушителя – 600 м, максимальная ско рость пересечения луча – 5 м/с);

радиоволновые (ИО 207-4 «Радий-2» и др., дальность обна ружения – 200 м., ширина зоны обнаружения – 3 м, скорость движе ния нарушителя до 10 м/с);

вибрационные («Амулет», и др., противоподкопное средство с заглублением трибоэлектрического кабеля на глубину до 20 см, длина кабеля – до 1000 м);



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.